植物では、すべての性的繁殖生物と同様に、胚の発達には2つの配偶子の融合が必要です。これらの2つの配偶子、母親からの卵細胞と父親の精子はそれぞれゲノムの1つのコピーを運び、それが一緒に子孫の遺伝的構成を形成します。しかし、卵細胞は本質的に植物の他の体細胞と同じですが、精子細胞は高度に特殊化されています。それはその細胞機械のほとんどを失い、そのDNAは広範な修正を受けました。
父親のゲノムで起こる最も重要な修飾の1つは、エピゲノムの再プログラミングです。エピゲノームは、DNA配列の上にある化学層であり、DNAの情報の読み取り方法を制御します。これらのマークは、細胞が分裂するにつれて有糸分裂を通して忠実に伝染しますが、新しいユニークな生物の作成を可能にするために、配偶子で部分的に消去されなければなりません。
精子細胞では、この再プログラミングイベントは特に広範かつ特異的です。ほとんどのマークは消去されますが、ゲノムの特定の領域の一部のマークは保持されます。これにより、種子の発芽と苗の施設に必要な情報が保存され、植物の特性を変更する他のすべてのマークを許可します。
この驚くべき偉業がどのように達成されるかは、近年の激しい研究の主題でした。ジャーナルNature Plantsに掲載された新しい研究は、Demeterと呼ばれるタンパク質がどのように標的にして消去する必要があるマークを除去するかを明らかにすることにより、このメカニズムに新しい光を当てています。
研究者は、遺伝的、分子化学的、および生化学的アプローチの組み合わせを使用して、デメテルが精子細胞で再プログラムする必要があるゲノムの領域に特異的に補充されていることを示しました。そこに着くと、分子消しゴムのように機能し、植物の存続期間中に配置されたマークを除去します。これにより、精子細胞が次世代に正しいエピジェネティックな情報を運ぶことが保証されます。
この作品は、植物が子孫が人生で正しいエピジェネティックスタートを持っていることをどのように保証するかについての重要な洞察を提供します。また、エピゲノムが他の生物でどのように調節されているか、そしてそれが植物の多様性と適応にどのように貢献するかを調査するための新しい道を開きます。
重要な調査結果
*デメテルは、精子細胞のエピジェネティックな再プログラミングの重要な調節因子です
* Demeterは、消去する必要があるエピジェネティックマークを具体的に標的にして削除します
*これにより、精子細胞が次世代のために正しいエピジェネティックな情報を運ぶことが保証されます
