Znajdź zawartość

Zjawisko "wykrywania" zimy przez nasiona niektórych roślin pozostawało przez długi czas zagadką. Teraz, dzięki naukowcom z australijskiego instytutu CSIRO, poznaliśmy niektóre szczegóły tego tajemniczego procesu. Jak tłumaczą autorzy odkrycia, nośnikiem pamięci o przebyciu zimy jest zmiana struktury DNA. Dochodzi do niej pod wpływem obniżenia temperatury otoczenia, po czym zmiana jest dziedziczona przez kolejne komórki wzrastającego organizmu rośliny. Odkrycia dokonano podczas badania zbóż ozimych, do których zaliczamy m.in. niektóre odmiany pszenicy i jęczmienia. Głównym obiektem studium był gen VRN1, od lat znany ze swojego udziału w procesie wernalizacji (jaryzacji), czyli pobudzania kiełkowania nasion poprzez obniżenie temperatury otoczenia. Badacze z CSIRO wykazali, że wraz z ochłodzeniem dochodzi do zmian we wnętrzu komórek nasion. Polegają one na rozdzieleniu kompleksu zbudowanego z materiału genetycznego oraz białek zwanych histonami. W normalnych warunkach nić DNA jest "nawinięta" na zgrupowanie protein, przez co nie mają do niej dostępu enzymy odpowiedzialne za odczyt informacji genetycznej. Pod wpływem spadku temperatury otoczenia dochodzi jednak do uwolnienia nici DNA i odsłonięcia odcinka zawierającego gen VRN1. Jak ustalono podczas wcześniejszych badań, aktywacja VRN1 stanowi sygnał o zbliżającej się wiośnie i umożliwia nasionom kiełkowanie. Tym razem odkryto dodatkowo, że "pamięć" o zmodyfikowanej strukturze DNA jest przekazywana do komórek potomnych, dzięki czemu metabolizm całej rośliny jest zoptymalizowany w celu przeprowadzenia procesów wzrostu. Jeden z autorów odkrycia, dr Jim Peacock, przyznaje, że do rozwiązania pozostaje wiele zagadek. Nie wiadomo na przykład, w jaki sposób roślina "zlicza" kolejne dni zimy. Ustalono bowiem, że choć aktywność VRN1 można zaobserwować już po kilku dniach przymrozków, do rozpoczęcia kiełkowania potrzeba od 6 do 8 tygodni chłodu. Mimo to można spodziewać się, że zebrane informacje pozwolą na zwiększenie wydajności i opłacalności upraw zbóż.