Открытие учёных из Техасского университета в Остине (University of Texas at Austin), доказало, что размер семени контролирует небольшие молекулы РНК, унаследованные от матери, сообщает «WordScience.org».
«Семена сельскохозяйственных культур содержат от 70 до 80 процентов калорий, и от 60 до 70 процентов всех потребляемых человеком белков», — сказали З. Джефф Чен и Д. Ж. Сибли, профессора молекулярной генетики в Техасском университете. «Очевидно, что производство семян очень важно для развития сельского хозяйства и эволюции растений в целом».
Чен со своими коллегами, включая Дэвида Баулкомба из Кембриджского университета (University of Cambridge), являются первыми свидетелями контролируемого генетического развития семян, наследуемых по материнской линии получили название «Малые интерферирующие РНК» или «siRNA».
Данное исследование было опубликован0 3-го апреля 2012-го года в журнале «PNAS».
Как известно, «siRNA» контролируют некоторые аспекты роста и развития растений и животных. Для эксперимента исследователи использовали арабидопсис (Arabidopsis) — быстрорастущее цветущее растение рода «Горчица».
Исследователи обнаружили, что, как и плаценты у млекопитающих, «siRNA» имеет значительное влияние на развитие эндоспермы, входящее в состав семян, которое обеспечивает растения питательными веществами для развития эмбриона.
Несмотря на важность эндоспермы, на данный момент мало ещё что известно о молекулярном механизме, управляющим её ростом.
В семенах цветущего растения эмбрион формируется путём слияния одной отцовской и одной материнской клетки, а эндосперма объединяет один отцовский ген и два материнских. Этот процесс образования эмбриона и эндоспермы называется «двойное оплодотворение».
Также, учёные обнаружили, что когда растение женского пола с двойным геномом (известное, как тетраплоид) пересекается с растением мужского пола, у которого нормальный геном, так называемый диплоид — происходит увеличение материнского генома в семени эндоспермы и замечено связанное увеличение материнской «siRNA».
Материнский «siRNA» снижает экспрессию генов, которые приводят к большому росту эндоспермы. Это означает, что «siRNA» способен создавать только небольшие семена.
«Теперь мы понимаем, что «siRNA» играют важнейшую роль в зондировании материнских и отцовских генов, дисбалансе и контроле развития семян», — сказал Чен.
В настоящее время исследователи продолжают работу, дабы узнать, как именно «siRNA» способен регулировать экспрессию генов в эндосперме и зародыше, и следовательно — как он влияет на размер семян.
Эти новые данные позволят учёным разработать биотехнологические средства для повышения продуктивности и урожайности сельскохозяйственных культур.
Но, Чен предупредил, что «больше, не всегда означает лучше».
На самом же деле, в семенах над которыми отсутствовал контроль, унаследованный по материнской линии «siRNA» вырос настолько большим, что семена просто погибли.
Исследования Чена финансируются Национальным научным фондом «Программа генетических механизмов». Также Чен был удостоен высшей премии, проводить исследования с Девидом Баулкомбом — профессор «Royal Society» в Кембридже. Баулкомб широко известный профессор, благодаря своим новаторским и плодотворным исследованиям, выявляющим роль «siRNA» в генах растений.
