Раскрыт механизм, позволяющий растениям чувствовать и «запоминать» изменения в окружающей среде

Белки группы Polycomb являются важными регуляторами экспрессии генов у эукариот. Эти белки образуют мультипротеиновые комплексы, которые подавляют экспрессию генов-мишеней путем метилирования гистонов на хроматине. Одним из наиболее полно охарактеризованных комплексов является поликомб-репрессивный комплекс 2 (PRC2), который катализирует триметилирование лизина 27 в гистоне H3. Эта модификация является митотически стабильной и, следовательно, действует как долговременный, хотя и обратимый, ингибитор транскрипции генов. У растений имеется несколько типов PRC2, различающихся набором белков. В частности, комплексы с белком VRN2 (VERNALIZATION 2) известны как ключевые регуляторы яровизации, эпигенетического процесса, посредством которого длительное воздействие холода способствует переходу от вегетативного к репродуктивному развитию. Во время яровизации VRN2-PRC2 метилирует и заставляет замолчать ген репрессора цветения FLOWERING LOCUS C (FLC), тем самым кодируя память о холоде, которая позволяет цвести при повышении температуры. Авторы статьи обнаружили, что белок VRN2 в составе PRC2 подвержен протеолизу, что инактивирует поликомб-комплекс. Однако гипоксия и длительное воздействие холода подавляют протеолиз и приводят к увеличению содержания VRN2, что стабилизирует функцию PRC2-комплексов и способствует устойчивости растений к этим абиотическим стресс-факторам. Таким образом, исследование раскрывает молекулярный механизм, связывающий экологические факторы с эпигенетическим контролем развития растений.

Подробности см. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-07875-7