n piante, la produzione di semi altamente vigorosi in grado di germinare e stabilire piantine è vitale per la loro propagazione ed è una caratteristica preziosa nelle colture. I semi delle piante ottengono la capacità di germinazione durante la fase di maturazione tardiva dei semi. Tuttavia, non è noto come si stabilisca la germinazione e la competenza dello sviluppo post-embrionale.
La riprogrammazione epigenetica è un processo altamente temporale e spaziale essenziale per differenziazione cellulare e la transizione evolutiva negli animali e nelle piante. I ricercatori guidati dal dott. Jiang Danhua dell'Istituto di genetica e biologia dello sviluppo (IGDB) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) hanno scoperto che l'incorporazione di una variante dell'istone H3.3 nella cromatina è la chiave per la formazione della germinazione e del post -capacità di sviluppo embrionale nei semi.
In questo studio, hanno scoperto che una perdita completa di H3.3 in Arabidopsis thaliana è fortemente compromessa germinazione del seme e il successivo sviluppo della piantina, anche se apparentemente non influisce sulla formazione del seme.
Ulteriori analisi hanno rivelato che H3.3 è altamente espresso verso la fine della maturazione dei semi e la sua espressione in questa fase è essenziale e sufficiente per la germinazione dei semi.
Hanno quindi dimostrato che una deposizione temporale di H3.3 nelle regioni regolatrici del gene 5' nel seme maturo stabilisce l'accessibilità della cromatina che prefigura la competenza trascrizionale per i geni della germinazione e dello sviluppo post-embrionale.
Curiosamente, sebbene H3.3 venga gradualmente rimosso dalle estremità del gene 5 'durante la germinazione, la competenza di trascrizione genica stabilita da H3.3 è mantenuta dall'accesso prolungato alla cromatina che probabilmente fattori di trascrizione.
Hanno anche scoperto che H3.3 è costantemente caricato alle estremità del gene 3 ', in correlazione con la metilazione del DNA del corpo del gene e la restrizione dell'accessibilità della cromatina e la trascrizione criptica in questa regione.
Le loro scoperte svelano un meccanismo epigenetico che "sblocca" i potenziali di sviluppo post-embrionale nei semi maturi. Fornirà una base per l'ulteriore indagine del vigore del seme, un campo meno ben studiato soprattutto al livello molecolare, ma di fondamentale importanza per l'agricoltura e l'industria delle sementi.
Questo lavoro intitolato “Histone H3.3 deposition in seed is essential for the post-embryonic developmental competence in Arabidopsis” è stato pubblicato in Nature Communications a dicembre 13.