Про Hothead

За этим кризисом финансовым и выборами всякими совсем упустили из виду, как буквально в октябре поставили жирную точку на одной из волнующей генетической истории из жизни арабидопсиса.

История началась в в 2005 году в лаборатории университета Пурду (Purdue University) (Западный Лафает, Индианаполис, США). Группа занималась рутинной и скучной на первый взгляд темой — молекулярном контроле развития эпидермиса арабидопсиса. Основной обьект подобных исследований — мутант, в котором что-то не так с развитием эпидермиса. В даном конкретном случае речь шла о мутации в гене с поэтическим названием HOTHEAD, мутантные растения арабидопсиса имеют как бы «слипшееся» соцветия, кроме того, пыльца способна прорастать не на маточке, а при попадании на любую поверхность растения (например, на листок). Что-то явно произошло со специализацией клеток эпидермиса, а что именно, как раз и собиралась прояснить эта группа ученых во главе с Robert E. Pruitt.

Поскольку мутация была гомозиготной (то есть обе копии гена были мутантными), то, согласно менделевским законам наследования, в следующем поколении ожидалось 100% появление мутантов. Однако, совершенно неожиданно и точно так же необъяснимо в последующих поколениях стабильно появлялось около 10% экземпляров, которые совершенно не демонстрировали мутантный «слипшийся» фенотип, а выглядели как нормальные растения. Материальных объяснений может быть несколько. Или это «загрязненные» диким типом семена, или это дикая пыльца залетела, или это какие-то эпигенетические нюансы, которые не затрагивают генотип, а работают на посттранскрипциональном уровне, или мы столкнулись с принципиально новым типом восстановления мутации в жизненно-важном гене.

Pruitt загрязнение семян отмел сразу, потому что тщательно выделил эмбрионы и подтвердил с помощью ПЦР, что таки да, их гены мутантные по обеим копиям. Затем посмотрел на ДНК «восстановленных» 10% экземпляров и убедился, что у них не просто что-то там отрегулировалос эпигенетически, а что мутантный ген каким-то образом стал нормальным. Причем похоже на то, что восстановление происходит где-то в пыльце и загрязнение дикой пыльцой тоже отмелось. Таким образом в сухом остатке получился принципиально новый тип репарации, которого еще свет не видывал и о механизмах которого мы не подозревали. О чем и вышла статья в Nature.

После этого только ленивый докторант не придумывал теорию, как это может происходить. На тот момент наиболее достоверной выглядела идея, что «целый немутантный» ген где-то кешируется. Например, высказывалось предположение, что кеширование происходит в виде РНК или сохраняется в некодируемой части генома. На тот момент в нашем растительном институте только об этом гене на перекурах и говорили. Не обошел вниманием такую волнующую тему и волновой генетик Гаряев.

Предлагались также и менее фантастические версии, дескать в мутанте накапливаются токсические вещества нитрилы и изотиоцианаты (А), которые с одной стороны поднимают процент «обратного мутагенеза» в пыльце (В), а в комбинации с генетической химеризацией (есть и такой феномен, сама видела), получаем необходимые 10% (С).

Впрочем, пока это были робкие попытки поспекулировать. Чтобы это выглядело достоверно, надо делать эксперименты.
И уже через год появились первые робкие результаты, которые свидетельствовали о том, что такой мутант странный, у него из-за дефекта эпидермиса склонность к адюльтеру к принятию чужеродной пыльцы. Липнет как-то особенно эффективно. Поэтому есть большое подозрение, что имеем дело не с мистикой, а с банальным переопылением из соседней лаборатории. На это группа из Пурду сказала, ну допустим, но в таком случае мы наблюдали бы гетерозиготные мутанты, но у нас восстанавливаются вроде обе копии.

В общем, с 2006 года про мистическую наследственность hothead научное комьюнити почти забыло. Но как оказалось, за него вплотную взялись французы и в октябре этого года вышла статья. Они подтвердили необычную склонность мутанта к переопылению, однако им удалось вырастить около 10 тысяч мутантов в полной изоляции от возможного переопыления и они ни разу не наблюдали эффекта восстановления мутировавшего гена.

Последний гвоздь в мистерию hothead выглядит так:
В итоге:
(I) мутанты весьма чувствительны к переопылению.
(II)»восстановление» мутации зависит от присутствие доноров дикого типа аллеля в непосредственной близости и его частота коррелирует с физическим расстоянием между мутантами и донорскими растиями.
(III) «восстановленные» растения несут генетическую информацию, которая может быть обеспечена только путем переопыления.
(IIII) Как и ожидалось в соответствии с генетическими законами (Mendel 1866), мы не подтвердили, что мутантные растения могут быть источником пыльцы или яйцеклетки «восстановленной» копии. В целом эти результаты серьезно подтверждают переопыление, как причину генетической нестабильности мутантов.

Реклама

73 Responses to Про Hothead

  1. Вот так и возникают нездоровые сенсации (С)

  2. Вот так и возникают нездоровые сенсации (С)

  3. Да ты что! Растительных генетиков лихорадило не на шутку!

  4. Да ты что! Растительных генетиков лихорадило не на шутку!

  5. э, нет. так просто подобный вопрос не закрывается. Прюитту надо продолжать.

  6. э, нет. так просто подобный вопрос не закрывается. Прюитту надо продолжать.

  7. 10 тысяч мутантов, которые не восстанавливаются — это приговор идее. а продолжать надо. исследовать, например, формирование экстрацеллюлярного матрикса в эпидермисе мутантов.

  8. 10 тысяч мутантов, которые не восстанавливаются — это приговор идее. а продолжать надо. исследовать, например, формирование экстрацеллюлярного матрикса в эпидермисе мутантов.

  9. Вы рассуждаете как физик, а не как биолог. В последнем случае с приговорами, основанными на неповторяемости, я бы не торопился.

  10. Вы рассуждаете как физик, а не как биолог. В последнем случае с приговорами, основанными на неповторяемости, я бы не торопился.

  11. ну вот, а ведь какой разгул фантазии пошел… 🙂

  12. ну вот, а ведь какой разгул фантазии пошел… 🙂

  13. Я тут как раз рассуждаю как биолог, потому что очень хорошо знаю, как велик соблазн увидеть фенотип там, где его нет. Вглядываешься в трансген, надеешься на прорыв, видишь эффект, высаживаешь на следующее поколение, смотришь и понимаешь, фигня, которая базируется на биологическом разнообразии. Пока что эффект Прюитта не удалось повторить, а чистый эксперимент убедительно показал природу артефакта. Думаю, что в данном случае как раз действительно жирная точка.

  14. Я тут как раз рассуждаю как биолог, потому что очень хорошо знаю, как велик соблазн увидеть фенотип там, где его нет. Вглядываешься в трансген, надеешься на прорыв, видишь эффект, высаживаешь на следующее поколение, смотришь и понимаешь, фигня, которая базируется на биологическом разнообразии. Пока что эффект Прюитта не удалось повторить, а чистый эксперимент убедительно показал природу артефакта. Думаю, что в данном случае как раз действительно жирная точка.

  15. Ой, я тоже пропустила! То есть не саму историю, конечно, а это — http://www.genetics.org/cgi/content/abstract/genetics.108.095208v1
    Спасибо! Хотя грустно это всё:(

  16. Ой, я тоже пропустила! То есть не саму историю, конечно, а это — http://www.genetics.org/cgi/content/abstract/genetics.108.095208v1
    Спасибо! Хотя грустно это всё:(

  17. ну да. хорошая была история.

  18. ну да. хорошая была история.

  19. ну я понимаю, что редкий генетик пролетел мимо HOTHEAD, но продолжение как-то упустилось. да. чуть сама не прозевала.

  20. ну я понимаю, что редкий генетик пролетел мимо HOTHEAD, но продолжение как-то упустилось. да. чуть сама не прозевала.

  21. Я ждала продолжения от самого Прюитта и Лолле. Я вроде видела презентацию их с какой-то конфы, где говорилось, что всё подтверждается.
    Жалко их, если это и вправду всего лишь контаминация…

  22. Я ждала продолжения от самого Прюитта и Лолле. Я вроде видела презентацию их с какой-то конфы, где говорилось, что всё подтверждается.
    Жалко их, если это и вправду всего лишь контаминация…

  23. Насчёт «увидеть фенотип там, где его нет». Я тут пригляделась внимательно к неким статьям по генетике развития и увидела в них такие фразы:
    статья 2004 года:
    «Fourteen XXX lines produced some plants with altered inflorescence architecture…»
    статья 2007 года:
    «In this paper, we report that after three generations XXX transgenic lines are phenotypically indistinguishable from wild-type Arabidopsis…
    (авторы те же, линии те же)

  24. Насчёт «увидеть фенотип там, где его нет». Я тут пригляделась внимательно к неким статьям по генетике развития и увидела в них такие фразы:
    статья 2004 года:
    «Fourteen XXX lines produced some plants with altered inflorescence architecture…»
    статья 2007 года:
    «In this paper, we report that after three generations XXX transgenic lines are phenotypically indistinguishable from wild-type Arabidopsis…
    (авторы те же, линии те же)

  25. agree to disagree. Точек в прошлом много ставилось. Судьба у них разная. Так что я привык.
    Но известно давно, что единичные, еле уловимые эффекты требуют особо тщательного внимания, тем более, что конкретно этот ничему не противоречит.

  26. agree to disagree. Точек в прошлом много ставилось. Судьба у них разная. Так что я привык.
    Но известно давно, что единичные, еле уловимые эффекты требуют особо тщательного внимания, тем более, что конкретно этот ничему не противоречит.

  27. Ну можно, конечно, допустить, что подобное кеширование происходит. Я даже скажу, что показано, что в интронах сохраняются целые куски близлежащих экзонов, как бы копии. Но пока что это идея и не факт, что не тупик.

  28. Ну можно, конечно, допустить, что подобное кеширование происходит. Я даже скажу, что показано, что в интронах сохраняются целые куски близлежащих экзонов, как бы копии. Но пока что это идея и не факт, что не тупик.

  29. Я так и не поняла, каков ответ на возражение Пруитта «от переопыления должны появиться гетерозиготные мутанты, но у нас восстанавливаются вроде обе копии.»

  30. Я так и не поняла, каков ответ на возражение Пруитта «от переопыления должны появиться гетерозиготные мутанты, но у нас восстанавливаются вроде обе копии.»

  31. Конкретно ответ на возражение я тоже не нашла, это был последний комент в треде Нейчер. Возможно опыт Jacobsen был не совсем чистым. Другое дело, что французы подошли к эксперименту настолько радикально, что вообще не обнаружили восстановления мутантов, ни гомозиготных, ни гетерозиготных, так что вполне вероятно, что вопрос, то есть необходимость ответа, отпал сам собой.

  32. Конкретно ответ на возражение я тоже не нашла, это был последний комент в треде Нейчер. Возможно опыт Jacobsen был не совсем чистым. Другое дело, что французы подошли к эксперименту настолько радикально, что вообще не обнаружили восстановления мутантов, ни гомозиготных, ни гетерозиготных, так что вполне вероятно, что вопрос, то есть необходимость ответа, отпал сам собой.

  33. Как-то это нелогично, на мой вкус.
    Если не опровергнуть эиот аргумент, всегда останется вероятность, что французы, пытаясь добиться изоляции, изменили еще какой-то параметр системы, который влиял на механизм репарации. И этот механизм у них не может работать. Но это не значит, что его нет.

  34. Как-то это нелогично, на мой вкус.
    Если не опровергнуть эиот аргумент, всегда останется вероятность, что французы, пытаясь добиться изоляции, изменили еще какой-то параметр системы, который влиял на механизм репарации. И этот механизм у них не может работать. Но это не значит, что его нет.

  35. Вау! Крутая история. Спасибо

  36. Вау! Крутая история. Спасибо

  37. Я еще раз внимательно сравнила результаты и хронологию.
    -Susan J. Lolle 24 March 2005 there was recovery of homozygous wild-type (HTH/HTH) embryos dissected from homozygous mutant (hth/hth) parents.
    -Jacobsen 28 September 2006: when hth plants are grown in isolation, their genetic inheritance is completely stable. (проанализировано около 1000 растений)
    -Susan J. Lolle 28 September 2006: we did see reversion in hth/hth homozygotes grown in isolation (results not shown).
    -Raphael Mercier October 9, 2008 When grown in complete isolation no revertant was found in the offspring of the
    mutants among 9944 plants

  38. Я еще раз внимательно сравнила результаты и хронологию.
    -Susan J. Lolle 24 March 2005 there was recovery of homozygous wild-type (HTH/HTH) embryos dissected from homozygous mutant (hth/hth) parents.
    -Jacobsen 28 September 2006: when hth plants are grown in isolation, their genetic inheritance is completely stable. (проанализировано около 1000 растений)
    -Susan J. Lolle 28 September 2006: we did see reversion in hth/hth homozygotes grown in isolation (results not shown).
    -Raphael Mercier October 9, 2008 When grown in complete isolation no revertant was found in the offspring of the
    mutants among 9944 plants

  39. Да, хорошая история. Показательная. Живой научный процесс.

  40. Да, хорошая история. Показательная. Живой научный процесс.

  41. Спасибо, очень хотелось бы посмотреть на эту мутацию и результаты прорастания пыльцы, у Вас ссылочек нет?

  42. Спасибо, очень хотелось бы посмотреть на эту мутацию и результаты прорастания пыльцы, у Вас ссылочек нет?

  43. Oj ruslanka a de ce bulo sho introny zberigayut’ shmatky blyzhnih ekzoniv???

  44. Oj ruslanka a de ce bulo sho introny zberigayut’ shmatky blyzhnih ekzoniv???

  45. Ну еще бы! Такое волновое объяснение пропадает!

  46. Ну еще бы! Такое волновое объяснение пропадает!

  47. Та це тут у нас біоінформатики бавились, але здається до статті це діло не довели. В принципі бачила на свої очі точні і не дуже точні повтори екзонів до 15 нуклеотидів в інтронах. Причому це якраз ті екзони, які розташовані поряд з цими інтронами. Ідея біоінформатиків була така, що в інтрон копіюється частинка екзону і там ніби «випробовується» мутагенезом. Спекулюється наявність рекомбінантного механізму, який може переставляти ці куски з інтрону назад в екзон. Але це жодним чином не доведено експериментально. Цілком можливо, що ці повтори можуть після вирізання процесуватись на кшалт міРНК і посттранскрипційно регцлювати роботу власного ж гену. Це спекуляція намбер два.

  48. Та це тут у нас біоінформатики бавились, але здається до статті це діло не довели. В принципі бачила на свої очі точні і не дуже точні повтори екзонів до 15 нуклеотидів в інтронах. Причому це якраз ті екзони, які розташовані поряд з цими інтронами. Ідея біоінформатиків була така, що в інтрон копіюється частинка екзону і там ніби «випробовується» мутагенезом. Спекулюється наявність рекомбінантного механізму, який може переставляти ці куски з інтрону назад в екзон. Але це жодним чином не доведено експериментально. Цілком можливо, що ці повтори можуть після вирізання процесуватись на кшалт міРНК і посттранскрипційно регцлювати роботу власного ж гену. Це спекуляція намбер два.

  49. как посмотреть? фото есть прямо в посте, и ссылочки все тоже есть там же. Или я не поняла вопроса?

  50. как посмотреть? фото есть прямо в посте, и ссылочки все тоже есть там же. Или я не поняла вопроса?

  51. Ой як цікаво! Ну ше спитаю — цікаво а самі інтрони в яких ці екзонні повтори були мали special size-(тіпа дуже великі або навпаки)
    і ше це вони в рослиному інтроні бачили?
    я думала там куски ехонів побілше будуть, але 15 нуcleotydiv цеж це 5 аа може створувати active site наприклад. може це тіпа одін з механізмів сберігти важливу частину протеіну? тіпа вікладають в резерв- в інтон…якшо мутація там в ехоні -а це важливе місце-ви не бійтесь в нас е template ….
    ой скілки всого можно напридумувати… ….
    last one-a vony cu temu dali rozvyvayut’ doslidzhuyut’?
    p.s. trangennyj gorox presentation ne to da? nu to ya iogo vydaly zvidty tak?

  52. Ой як цікаво! Ну ше спитаю — цікаво а самі інтрони в яких ці екзонні повтори були мали special size-(тіпа дуже великі або навпаки)
    і ше це вони в рослиному інтроні бачили?
    я думала там куски ехонів побілше будуть, але 15 нуcleotydiv цеж це 5 аа може створувати active site наприклад. може це тіпа одін з механізмів сберігти важливу частину протеіну? тіпа вікладають в резерв- в інтон…якшо мутація там в ехоні -а це важливе місце-ви не бійтесь в нас е template ….
    ой скілки всого можно напридумувати… ….
    last one-a vony cu temu dali rozvyvayut’ doslidzhuyut’?
    p.s. trangennyj gorox presentation ne to da? nu to ya iogo vydaly zvidty tak?

  53. ти шо! не видаляй! рукі проч! це конкурєнти. Я просто вчасно не встигла подякувати, а потім воно втікло вниз. Зараз про екзони розкажу далі, тільки повернусь з лаби

  54. ти шо! не видаляй! рукі проч! це конкурєнти. Я просто вчасно не встигла подякувати, а потім воно втікло вниз. Зараз про екзони розкажу далі, тільки повернусь з лаби

  55. a nu to zvychajno, a ya podumala sho ya shos’ ne v temu napysala…) ale tam zhe vony z invertazoyu a ty zh vrode ne, chy sho?

  56. a nu to zvychajno, a ya podumala sho ya shos’ ne v temu napysala…) ale tam zhe vony z invertazoyu a ty zh vrode ne, chy sho?

  57. та ми також працюєм з інвертазою. щодо повторів в інтронах. в принципі як ти кажеш, так десь і наші біоінформатики думали. Чого не копають далі, а просто мабуть нікому, це була ідея одного гостьового молдавського професора, він випадково знайшов в парі генів, з якими працював. Спитав інформатиків, чи не можна якось глобальніше глянути. Вони написали скрипт і глянули, таки да, схоже, що це загальне місце. але для того, щоб визначити роль цього копіювання, треба брати і шукати серйозно, мутанти там всілякі. Але потім він поїхав назад у Молдову і вийшов на пенсію, а у інформатиків свої проекти на яких вони сидять. От така правда жизні.

  58. та ми також працюєм з інвертазою. щодо повторів в інтронах. в принципі як ти кажеш, так десь і наші біоінформатики думали. Чого не копають далі, а просто мабуть нікому, це була ідея одного гостьового молдавського професора, він випадково знайшов в парі генів, з якими працював. Спитав інформатиків, чи не можна якось глобальніше глянути. Вони написали скрипт і глянули, таки да, схоже, що це загальне місце. але для того, щоб визначити роль цього копіювання, треба брати і шукати серйозно, мутанти там всілякі. Але потім він поїхав назад у Молдову і вийшов на пенсію, а у інформатиків свої проекти на яких вони сидять. От така правда жизні.

  59. mda…yasno. ale tema cikava…
    ogo tak ce konkuriruyushaya firma)) Tam na fotkax dobre vydno abstract? moshe sho to ya pereznimu. Tam dvi papku z fotkamy z some slides, ce raptom yaksho ty ne bachyla.
    vony sho vas obgonyayut’ chy u vas krashe results?spodiv vy krahsi-navid’ yaksho u nyh v labi 5 kitajciv!:-)

  60. mda…yasno. ale tema cikava…
    ogo tak ce konkuriruyushaya firma)) Tam na fotkax dobre vydno abstract? moshe sho to ya pereznimu. Tam dvi papku z fotkamy z some slides, ce raptom yaksho ty ne bachyla.
    vony sho vas obgonyayut’ chy u vas krashe results?spodiv vy krahsi-navid’ yaksho u nyh v labi 5 kitajciv!:-)

  61. на фото верхушка соцветия арабидопсиса, ещё схема то есть ничего особенного, я думала, что есть микрофото эпидермиса, сравнение биохимического анализа секрета на пестике и состава кутикулы на листьях растения и пр… наверное это можно найти по ссылочкам и исходя из названия мутации

  62. на фото верхушка соцветия арабидопсиса, ещё схема то есть ничего особенного, я думала, что есть микрофото эпидермиса, сравнение биохимического анализа секрета на пестике и состава кутикулы на листьях растения и пр… наверное это можно найти по ссылочкам и исходя из названия мутации

  63. Анонімний:

    Purdue University
    Университет Пердю, а не Пурду %))))))))))))

  64. Анонімний:

    Purdue University
    Университет Пердю, а не Пурду %))))))))))))

  65. Re: Purdue University
    Вообще-то, Пардью, если на то пошло.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: