Ученые из Йоркского университета в Великобритании разработали уникальный микроскоп, который впервые позволил увидеть, как растения формируют «память» о зимнем холоде. Как оказалось, процесс происходит на уровне отдельных молекул внутри живых клеток. Молекулярная память помогает растениям точно определить время для цветения весной.
Ключевые процессы происходят глубоко внутри плотных растительных тканей, на глубине до 30 микрометров, куда обычная микроскопия не может «заглянуть» из-за рассеивания света и потери четкости. Исследователи создали технику SlimVar — это своего рода сверхчувствительная «нано-камера», которая комбинирует специальное освещение под изменяемыми углами и продвинутую компьютерную обработку изображений. Это позволяет «прорезать» оптическую нечеткость и отслеживать движение отдельных белков в реальном времени.
Биологи проследили за двумя белками — VIN3 и VRN5, которые играют ключевую роль в «отключении» гена, блокирующего цветение. В холодный период эти белки собираются в крошечные скопления (кластеры) внутри клеточных ядер. Во время холода размеры этих кластеров удваивались. Многие кластеры формировались непосредственно вокруг гена, ответственного за цветение, и сохранялись даже после потепления.
Именно эти устойчивые скопления, по мнению ученых, и являются микроскопическими «хранителями памяти». Они позволяют растению «запомнить» пережитую зиму и вовремя запустить весенний рост и цветение, пишет Phys.org. Впрочем, есть растения, которые цветут и зимой.
Исследование дает беспрецедентно детальное понимание эпигенетических механизмов у растений — то, как изменения в активности генов позволяют им адаптироваться к окружающей среде. Ранее наблюдать эти процессы in vivo было невозможно.
Растения «общаются» химическими сигналами: что они сообщают друг другу
Как животные переживают зиму: 10 необычных способов
Читайте «Мою Планету» в Telegram