Вплив метилювання ДНК на гравічутливість мохів

Анотація

Сила тяжіння є важливим фактором росту та розвитку рослин у природному середовищі. Вплив реальної або імітованої мікрогравітації індукує стресову реакцію рослин, яка відбувається унаслідок диференціації клітин та зміни експресії генів при метилюванні ДНК.       Досліджено вплив інгібітора метилювання ДНК 5-азацитидину (5-аза) на стадії перцепції та трансдукції гравісигналу у гравітропізм, модифікацію ізоферментних спектрів пероксидази протонеми Physcomitrium patens (Hedw.) Mitt. в умовах зміненої гравітації, фенотип галуження й варіабельність гравітропних кутів латеральних галузок Polytrichum arcticum Sw. ex Brid.        Встановлено зв’язок між метилюванням і гравііндукцією та визначено вплив метилювання на стадії сприйняття і реалізації гравісигналу. Деметилювання, зумовлене дією 5-аза, знижує гравічутливість столонів − менше на стадії перцепції і більше під час трансдукції гравісигналу. Аналіз розвитку гравітропізму після застосування інгібітора метилювання свідчить про збереження клітинної пам’яті про сигнал незалежно від стадії гравістимуляції. Однак, тривалість пам’яті коротша на стадії перцепції і довша на стадії трансдукції, що впливає на швидкість відновлення гравітропного росту. Диференційна дія метилювання на гравііндукцію досліджується як епігенетично регульований процес, що модифікує морфологічні відмінності тропізму в умовах мікрогравітації і зміненої сили тяжіння на Землі. Резистентність до впливу гравітації залежить від метаболічних процесів у середовищі клітинної стінки. У біогенезі та механічній стійкості стінки важливу роль відіграє активність пероксидази. Показано, що експресія пероксидази та зміна ізоферментних спектрів ферменту в протонемі P. patens відбулися унаслідок деметилювання ДНК.    Епігенетичний поліморфізм пероксидази за умов зміненої гравітації розглядається як вірогідний чинник індивідуальної стійкості рослинного організму.        Локальне місце галуження протонеми і просторова орієнтація бокових галузок P. arcticum залежать від гравітаційного вектора, є передумовою фенотипної мінливості та регулюються епігенетично, метилюванням/деметилюванням ДНК.