如果你受不了熱，就離開廚房，”正如一句老話。但是對于那些在天氣變得太熱時無法離開眾所周知的廚房的有機體，還有另一種方式：來自的研究人員發(fā)現(xiàn)，由于一種特殊的熱應(yīng)激“記憶機制”，植物可以獲得耐熱性以更好地適應(yīng)未來的熱應(yīng)激'。
在Nature Communications 上發(fā)表的一項研究中，奈良科學(xué)技術(shù)研究所的研究人員透露，控制小型熱休克基因的蛋白質(zhì)家族使植物能夠“記住”如何應(yīng)對熱應(yīng)激。
氣候變化，尤其是全球變暖，對全世界的農(nóng)業(yè)構(gòu)成越來越大的威脅。由于植物無法移動以避免不利條件，例如可能致命的高溫，因此它們需要能夠有效應(yīng)對熱應(yīng)激等因素才能生存。因此，提高農(nóng)作物的耐熱性是農(nóng)業(yè)的一個重要目標(biāo)。
熱應(yīng)激經(jīng)常重復(fù)和變化。一旦植物經(jīng)歷了輕微的熱應(yīng)激，它們就會變得耐受并且可以適應(yīng)進(jìn)一步的熱應(yīng)激。這被稱為熱應(yīng)激‘記憶’，據(jù)報道與表觀遺傳修飾有關(guān)。”表觀遺傳修飾是基因表達(dá)方式的可遺傳變化，不涉及潛在 DNA 序列的變化。
“我們想發(fā)現(xiàn)植物如何保持環(huán)境變化的記憶，”資深作者 Toshiro Ito 解釋說。“我們研究了 JUMONJI (JMJ) 蛋白在響應(yīng)幾天內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)的熱量獲得的溫度耐受性中的作用。”
JUMONJI 蛋白質(zhì)是組蛋白去甲基化酶。去甲基化酶是從分子(如蛋白質(zhì))中去除甲基的酶，尤其是組蛋白，為染色體提供結(jié)構(gòu)支持。研究小組透露，由于小熱休克基因上的 H3K27me3(組蛋白 H3 賴氨酸 27 三甲基化)降低，植物能夠保持熱記憶。
“我們發(fā)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)是擬南芥熱馴化所必需的。這些結(jié)果以及未來的研究將進(jìn)一步闡明植物記憶和適應(yīng)的機制，”山口說。
這項研究將涉及生物學(xué)、生物化學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境和農(nóng)業(yè)科學(xué)等多個領(lǐng)域的遺傳研究，適用于動物和植物的研究。了解這項研究中揭示的表觀遺傳記憶機制將有助于研究耐熱性，以維持自然條件下的食物供應(yīng)。
標(biāo)簽： 蛋白質(zhì)
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