Động thái xét theo không gian và thời gian các phân tử RNA trong hạt phấn cây bắp
Thứ hai, 16-03-2015 | 08:08:13
|
Nguồn: Jixian Zhai, Han Zhang, Siwaret Arikit, Kun Huang, Guo-Ling Nan, Virginia Walbot, and Blake C. Meyers. 2015. Spatiotemporally dynamic, cell-type–dependent premeiotic and meiotic phasiRNAs in maize anthers. PNAS March 10, 2015 vol. 112 no. 10 3146-3151 Ý NGHĨA KHOA HỌCTheo phương pháp “RNA profiling” trong 10 giai đoạn của bao phấn bắp và hạt phấn chín, tác giả tìm thấy có hai lớp khác biệt nhau của phân tử “phased small-interfering RNAs” (phasiRNAs): 21-nt premeiotic phasiRNAs, sau khi hạt phấn nẩy mầm và sau khi chuyên biệt hóa tế bào sô ma, các phân tử 24-nt meiotic phasiRNAs tích tụ một cách có quan hệ nhau trong suốt thời kỳ gián phân giảm nhiễm và duy trì cho đến khi hạt phấn trưởng thành. Giải trình tự phân tử RNA từ 5 dòng đột biến bất dục đực - ocl4, mac1, ms23, msca1, và ameiotic1- kết quả minh chứng rằng có sự đóng góp của các thành phần sô ma rất chuyên biệt. Các phân tử phasiRNAs tiền gián phân giảm nhiễm yêu cầu có một biểu bì thật sự đầy chức năng, trong khi đó những phân tử phasiRNAs trong gián phân giảm nhiễm cần một lớp mô tapetum bình thường. Các tế bào tinh trùng của lớp sinh vật có vú thể hiện những phân tử PIWI-interacting RNAs (piRNAs) ở giai đoạn “prepachytene” hoặc “pachytene”. Trong khi đó, những khác biệt về lĩnh vực “biogenesis” cho thấy nguồn gốc hết sức độc lập giữa phân tử phasiRNAs của loài hòa thảo và phân tử piRNAs của sinh vật có vú, chia sẻ thời khắc phát triển, thiếu những mục tiêu rõ ràng, và tác động đối với tính hữu dục đực. Điều ấy gợi ra rằng: có một sự giao thoa có tính chất tiến hóa đã xảy ra. TÓM TẮTBao phấn bắp, những cơ quan sinh dục đực trong hoa bắp, biểu hiện thành hai nhóm phân tử RNA được gọi với thuật ngữ chuyên môn là phased small-interfering RNAs (phasiRNAs). Phân tử PhasiRNA có tiền chất được phiên mã bởi enzyme RNA polymerase II và hình thành bản đồ có mức sao chép thấp, các vùng liên kết giống như phân tử PIWI-interacting RNAs (piRNAs) của tinh trùng sinh vật có vú. Từ 10 cohorts liên tục của bao phấn bắp trong những giai đoạn khác nhau cho đến hạt phấn trưởng thành, các tác giả tìm thấy phân tử 21-nt phased siRNAs thuộc 463 loci biểu hiện một cách bất ngờ sau khi hạt phấn nẩy mầm và giai đầu đầu của chuyên biệt hóa tế bào sô ma, sau đó giảm dần, trong khi đó, phân tử 24-nt phasiRNAs thuộc 176 loci tích lũy mang tính hợp nhất trong suốt giai đoạn gián phân giảm nhiễm và duy trì ở tế bào sô ma của bao phấn, rồi sang giai đoạn phân hóa giao tử đơn bội thể thành ra hạt phấn. Các bao phấn bất dục đực ocl4 khiếm khuyết trong quá trình truyền tín hiệu ở biểu bì thiếu phân tử 21-nt phasiRNAs. Những thể đột biến bất dục đực với khiếm khuyết - mac1 (dư thể meiocytes), ms23 (defective pretapetal cells), và msca1 (không có tế bào sô ma bình thường hoặc meiocytes) – thiếu phân tử 24-nt phasiRNAs. Những đột biến ameiotic1 ( có sô ma bình thường,không có gián phân giảm nhiễm) tích lũy cả hai phân tử 21-nt và 24-nt phasiRNAs, ngoại lệ của nguyên tắc tế bào gián phân cũng như nguồn hoặc regulator trong sinh tổng hợp phân tử phasiRNA (biogenesis). Nhờ kỹ thuật “in situ hybridization”, phân tử miR2118 kích thích phân tử 21-nt phasiRNA thực hiện biogenesis tại biểu bì; tuy nhiên, các tiền chất 21-PHAS và 21-nt phasiRNAs vô cùng phong phú. Phân tử đóng vai trò trigger miR2275, các tiền chất 24-PHAS, và phân tử 24-nt phasiRNAs đều tích lũy theo kiểu ưa thích trong lớp mô tapetum trong trong các meiocytes. Do đó, mỗi loại hình phân tử phasiRNA thể hiện sự điều hóa một cách độc lập xét theo không gian và thời gian với các 21-nt premeiotic phasiRNAs tùy thuộc vào biểu bì. Phân tử 24-nt meiotic phasiRNAs tùy thuộc vào sự phân hóa tế bào ở tapetum. Phân tử phasiRNAs của bắp và phân tử piRNAs của sinh vật có vú làm rõ ra một điều là có sự tiến hóa mang tính chất giao thoa của các phân tử small RNAs trong sinh dục đực.
Xem: http://www.pnas.org/content/112/10/3146.abstract.html?etoc
GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.
Hình 2. Phân tử 21-nt premeiotic và 24-nt meiotic phasiRNAs được điều hòa theo chu trình phát triển. |
Trở lại In Số lần xem: 1066 |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|