В результате воздействия негативных факторов среды растения могут не только активизировать свои защитные силы, но даже «запасти» новые «оборонительные» стратегии для своих потомков. Об этом говорят результаты экспериментов, проведённых Жаном Молинье (Jean Molinier) из института биомедицинских исследований Фридриха Мишера (Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research) и его коллегами из Швейцарии и Великобритании, обубликованные в Nature.
Различные стрессовые воздействия, вроде ультрафиолетового излучения или патогенных инфекций, могут стать причиной мутаций в некоторых клетках растений, приводящих даже к перестановке участков ДНК.
Исследователи обнаружили, что перестановки в последовательности ДНК растений, подвергшихся опасным воздействиям, наблюдаются довольно часто. Такое явление называется в генетике гомологической рекомбинацией и является защитным механизмом.
Случайно в ходе экспериментов было обнаружено, что у некоторых лабораторных семян кресс-салата (Arabidopsis thaliana) было чрезвычайно большое количество клеток, в которых гомологическая рекомбинация имела место. Когда стали разбираться, в чём дело, оказалось, что это семена от растений, подвергавшимся сильным отрицательным воздействиям.
После этого неожиданного открытия исследователи стали внимательно смотреть, что же именно происходит. Они провели опыты, в которых воздействовали на клетки растений ультрафиолетом или стимулировали их патогенным белком бактериального жгутика. Это привело к защитной гомологической рекомбинации, и такие изменения передались и растениям в следующем поколении.
К удивлению учёных оказалось, что даже если клетки изучавшегося растения не изменялись, у потомства, тем не менее, происходила гомологическая рекомбинация. То есть, выходит, что растения следующего поколения унаследовали только склонность к мутации, которая никак не кодировалась в ДНК. Было замечено, что тенденция сохранялась в течение долгого времени – если растение подверглось стрессу, гомологическая рекомбинация наблюдалась, как минимум, в четырёх его следующих генерациях.
Учёные не знают, как поколения получают эту информацию. Барбара Хон (Barbara Hohn), руководитель лаборатории, где проводилось исследование, предположила, что дело не в наследственном, а неком эпигенетическом механихме передачи информации (кстати, о том, как кресс-салат может бороться со стрессом с помощью генов, мы рассказывали здесь).
Результаты работы заинтересовали многих учёных. В частности, профессор биологии Эрик Ричардс (Eric Richards) из университета Вашингтона (Washington University) посчитал исследование интригующим. Кроме того, он сказал, что существует больше эпигенетических механизмов, чем принято думать. «Я полагаю, — сказал он, — что сейчас настало время, когда такие вещи стали принимать всерьёз».
Узнайте о другой истории, когда кресс-салат поставил под удар основные законы генетики.
