Ботаники смогли заглянуть в память растений

В своей работе ученые использовали резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana) — классический модельный организм. Чтобы определить устойчивость этого растения к засухе, они извлекали его из почвы и высушивали на воздухе, а затем снова насыщали влагой. Периодически отбирая пробы листьев, ботаники наблюдали, как резуховидка теряет влагу. Оказалось, что растения, подвергшиеся стрессу во второй, третий и четвертый раз с каждым разом сохраняют воду все лучше.

Для того, чтобы установить, как растения запоминают пережитый стресс, биологи решили изучить гены, активизирующиеся во время высушивания. Оказалось, что среди таких генов по крайней мере два — RD29B и RAB18 — становятся “натренированными” из-за пережитого стресса. Их активность во время насыщения влагой падает до исходного состояния, но если высушивание повторяется, они включаются гораздо быстрее, чем в первый раз.

Повышенная готовность включиться, которая появляется у натренированных генов, объясняется двумя механизмами. Во-первых, поблизости скапливается активный фермент-включатель — РНК-полимераза, включающаяся в работу сразу, как только вновь наступит стресс. Кроме того, активная работа этих генов во время высушивания оставляет метки на поверхности нуклеосом — структур, на которые намотана ДНК. Гены на таких нуклеосомах работают активнее.

По словам исследователей, память растений оказалась недолгой. Она полностью исчезала всего через семь дней, поэтому о её наследовании речи не идет. Однако механизмы такой памяти, включающие модификацию нуклеосом, все чаще обнаруживаются у разных организмов. Некоторые из них способны передавать такую память по наследству. Подобная наследственность называется эпигенетической – то есть существующей “поверх” генетической, которая хранится в ДНК.