Trang Chính
Portal
Tìm kiếm
Latest images
Đăng ký
Đăng Nhập
Như mọi sinh vật đa bào, thực vật có các cơ chế tiến hóa để duy trì bộ genome bền vững và nguyên vẹn.
Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Motoaki Seki (Trung tâm Khoa học Thực vật, Oklahoma) đã xác định một cơ chế phân tử làm bất hoạt gen được điều hòa ở mức độ toàn bộ genome của thực vật. Các nhà nghiên cứu cho rằng một cơ chế tương tự có thể giúp bảo vệ genome thực vật khỏi các tác hại tiềm ẩn từ các yếu tố trên DNA, như transposon, hay “gen nhảy”. “Nếu để chúng tự do, các yếu tố chuyển vị này có thể gây ra sự nguy hại cho genome, ví dụ việc chúng tự chèn vào các gen thiết yếu,” GS. Seki nói.
DNA của sinh vật eukaryote được gói trong một cấu trúc phức tạp gọi là chromatin thuộc nhiễm sắc thể. Chromatin chứa các protein gắn cùng với DNA gọi là histone. Ở dạng cấu trúc mở của nó, gọi là euchromatin, các nhân tố phiên mã có thể đi vào DNA, cho phép quá trình biểu hiện gen diễn ra. Tuy nhiên, trong trường hợp của dạng cấu trúc có mật độ cao-heterochromatin – sự biểu hiện gen bị làm “câm-silence”-bất hoạt.
Hình minh họa cấu trúc nhiễm sắc thể
Sự chuyển hóa từ euchromatin thành heterochromatin yêu cầu một quá trình sửa chữa ở cả DNA và histone. Những thay đổi cũng được gọi là sự biến đổi “ngoại tố di truyền-epigenetic” bao gồm sự methyl hóa DNA bởi các enzyme histone deactylase. Bên cạnh việc làm bất hoạt sự biểu hiện gen, dạng heterochromatin có thể bảo vệ DNA chống lại các tác hại tiềm ẩn từ các transposon bằng cách đình trệ sự tái bản của chúng.Seki và đồng nghiệp nghiên cứu quá trình điều hòa sự hình thành dạng heterochromatin ở Arabidopsis thaliana, loài thực vật có hoa có quan hệ với cây mù-tạc, được sử dụng rộng rãi làm mô hình nghiên cứu về những thay đổi “ngoại tố di truyền” ở thực vật.
Đặc điểm riêng biệt ở thực vật, sự methyl hóa dẫn đến hình thành dạng heterochromatin được kích hoạt bởi các phân tử RNA nhỏ. Quá trình này được biết là sự methyl hóa DNA trực tiếp bởi RNA (RNA-directed DNA methylatio), và liên quan đến enzyme DNA methyltransferase MET1 và histone deacetylase HDA6. Tuy nhiên, vai trò đầy đủ của HDA6 trong sự hình thành heterochromatin vẫn chưa được biết rõ.
Bằng cách so sánh dữ liệu sản phẩm phiên mã của các cây bình thường và đột biến mất histone HDA6, các nhà khoa học đã xác định được 157 gen mục tiêu trên khắp genome của Arabidopsis. Trong một số gen mục tiêu ở cây đột biến, sự methyl hóa hoàn toàn không có, và cho phép các gen này biểu hiện. Họ cũng phát hiện ra rằng, không như mong đợi, đặc tính của HDA6 gây tác dụng mạnh hơn rất nhiều so với MET1.
Các phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng HDA6 đã tuyển chọn MET1 để đi vào các gen mục tiêu, cho phép nó có thể điều hòa sự bất hoạt gen trên toàn bộ genome,” GS. Seki nói.
Bên cạnh vai trò chung này, các nhà nghiên cứu cho rằng HDA6 có thể điều hòa sự bất hoạt transposon thông qua việc hình thành heterochromatin ở giao tử của thực vật. Phát hiện này đem lại hướng đi mở cho các nghiên cứu quá trình tương tự ở người.
Nguồn: http://ireb.hueuni.edu.vn/modules.php?name=News&op=viewst&sid=285
