Cvetlična interferenca

Mednarodna raziskovalna skupina iz Kitajske in Združenih držav Amerike je v reviji Science objavila članek o vplivu malih interferenčnih molekul RNK na razvoj novih sort rastlin krinkarja. Do zdaj je bilo znano, da so te molekule ključne za utišanje nekaterih genov. Ti namreč predstavljajo glavni regulator evolucijskega razvoja tako pri rastlinah kot pri živalih.

Mehanizem delovanja malih interferenčnih RNK v rastlinski evoluciji je sicer precej slabo razumljen. Zanimalo jih je, kakšen je mehanizem delovanja teh molekul in kakšen je evolucijski izvor lokusa, ki jih kodira. Uspelo jim je določiti mesto na kromosomu, nekodirajoči YUP-lokus, ki producira male interferenčne molekule RNK. Te vplivajo na akumulacijo karotenoidov v cvetovih krinkarja, kar se kaže v njihovi raznoliki obarvanosti.  

Evolucijsko gledano je bil YUP-lokus del večjega superlokusa, območja na kromosomu, ki je povezano z več geni. Ta superlokus se je razvil iz delne pomnožitve izvornega gena, ki sicer nima potrjene povezave s pigmentacijo rastlin. Med evolucijo se je superlokus razdelil v tri manjše lokuse, kar sovpada s specializacijo različnih sort krinkarja, ki se fenotipsko razlikujejo po obarvanosti cvetov in načinu opraševanja. Raziskovalna skupina je izolirala male interferenčne molekule  RNK iz cvetov z različno obarvanostjo ter določila njihovo koncentracijo z metodo qPCR.

Znanstvena skupina je ugotovila, da male interferenčne molekule RNK, ki jih kodira YUP-lokus, zmanjšujejo izražanje gena, ki je odgovoren za pigmentacijo cvetov. To storijo tako, da razgradijo prepisano RNK ter tako preprečijo prevajanje RNK v beljakovine in spremenijo ali popolnoma prekinejo metabolno pot sinteze pigmentov v cvetovih. Raziskovalke in raziskovalci sklepajo, da to privede do različne obarvanosti delov cvetov pri različnih sortah krinkarjev. Izražanje YUP-lokusa v povezavi z ekspresijo drugih dveh delov izvornega superlokusa vpliva tudi na razvoj drugih spolnih organov cveta. Tako imajo cvetovi rastlin, kjer se pojavljajo različne male interferenčne RNK, različno barvo, ki privablja različne opraševalce. Hkrati so spolni organi rastline prilagojeni opraševalcem, ki jih določena barva privablja. 

Raziskovalna skupina predvideva, da se je superlokus v populaciji ohranil zaradi evolucijskega pritiska s strani opraševalcev. Mehanizem delovanja malih interferenčnih RNK pomaga ohranjati raznolikost populacije rastlin, ki pa je prav tako pogojena z raznolikostjo opraševalcev. Ne glede na to, da je proučevanje mehanizmov delovanja malih interferenčnih RNK zahtevnejše od preučevanja genov, je njihov doprinos k fenotipu znaten. Do zdaj je bil fokus raziskovanja teh molekul omejen na modelne rastline, vendar se z razvojem bioinformacijskih orodij ter analitskih tehnik raziskave širijo tudi na druge vrste, kot je krinkar. 

Zimsko cvetje je danes duhal Tim.

Slika prirejena po: "File:DNA RNA structure (full).png" by Thomas Shafee is licensed under CC BY 4.0 , "Southern bush monkeyflower (1925)" by Swallowtail Garden Seeds is marked with Public Domain Mark 1.0  in "Lewis' Monkeyflower - Mimulus lewisii" by GlacierNPS is marked with Public Domain Mark 1.0 .