Jednoduchá demethylace DNA rostlin v ekologických experimentech

Už nějakou dobu víme, že dědičná informace buněk nemusí být uložena pouze v podobě sekvence nukleotidů, tedy písmen DNA. Jednou za dalších možností jsou takzvané epigenetické úpravy DNA, které ovlivňují expresi genů v buňce, aniž by docházelo ke změnám sekvence DNA. Typickým příkladem epigenetického jevu je methylace DNA. Při methylaci DNA dochází k úpravě nukleových bází cytosinu a adeninu, tedy písmen C a A připojením methylového zbytku. Přítomnost či nepřítomnost methylu na určitých místech sekvence DNA pak hraje roli „přepínače“ s často významnou funkcí.

Vědci se v poslední době pokoušejí nastavení těchto epigenetických „přepínačů“ měnit u živých organismů a pak sledují, co se bude dít. Pokud jde o rostliny, tak u nich se k demethylaci při experimentech běžně využívá demethylace pomocí látek typu 5‐azacytidin (5‐azaC), které se aplikují během klíčení semen rostlin. Tento postup ale přináší nežádoucí změny, jako je například oslabení kořenového systému. Rovněž při něm dochází k vysoké úmrtnosti rostlin a z logiky věci nemůže být použit pro rostliny, které se běžně nemnoží semeny.

Javier Puy z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a jeho spolupracovníci prověřili nový postup pro demethylaci rostlin v experimentech, který je navržený tak, aby překonal nevýhody demethylace rostlin při klíčení. Nový postup spočívá v pravidelném rozprašování vodného roztoku látky 5‐azaC na semenáčky rostlin. Výsledky experimentů ukázaly, že tento postup zajistí demethylované rostliny s lepší kondicí, než když jsou rostliny demethylované tradičním způsobem při klíčení. Velkou výhodou nového postupu je i to, že ho lze s úspěchem použít na rostliny, které se rozmnožují klonálně. Nabízí také velmi zajímavou možnost experimentování s demethylací na úrovni společenstev, pokud by badatelé aplikovali příslušné látky na veškeré rostliny ve vybraných společenstvech.

Puy, J., Dvořáková, H., Carmona, C. P., de Bello, F., Hiiesalu, I., Latzel, V. 2018. Improved demethylation in ecological epigenetic experiments: Testing a simple and harmless foliar demethylation application. Methods in Ecology and Evolution 9: 744–753.

Kontakt: Javier Puy (puy.javi at gmail.com)


O přírodovědě.cz

Edukačně-popularizační portál Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích určený pro středoškoláky, jejich vyučující, ale i veřejnost. Představujeme zde naše aktivity, výzkumy a objevy.