Косупрессия у растений: природа индуктора
Очевидно, что именно PTGS у растений наиболее соответствует РНК-интерференции у животных. Если природа первичного индуктора РНК-интерференции у животных очевидна т.к. представляет собой синтезированную in vitro двухцепочечную РНК, то природа индуктора косупрессии у растений до сих пор широко обсуждается.
Высокая эффективность трансгенов, содержащих инвертированные повторы, свидетельствует о том, что это также двухцепочечная РНК. Большинство вирусов, вызывающих PTGS, содержат в своем жизненном цикле стадию двухцепочечной РНК. Однако множество случаев косупрессии, вызванной трансгенами, транскрибирующими только лишь смысловую или антисмысловую РНК, говорит о том, что первичным индуктором в этом случае является одноцепочечная РНК или же ДНК-ДНК взаимодействие локусов. Тем не менее, большинство исследователей сейчас сходится во мнении, что и в этом случае такой первичный индуктор приводит к образованию двухцепочечной РНК, которая и является настоящей причиной репрессии.
Было предложено несколько моделей, объясняющих, как клеточные механизмы распознают первичный индуктор:
- сигналом для инициации косупрессии может являться превышение некоторой пороговой (threshold) концентрации транскриптов при сильном уровне экспрессии трансгена ( Waterhouse et al., 1998 ); в работе Palauqui с соавт. было показано, что увеличение транскрипции нормального клеточного гена в результате нарушения путей регуляции приводит к тому, что такой ген становится подвержен PTGS ( Palauqui and Vaucheret, 1998 );
- образование при транскрипции трансгенов необычных для клетки так называемых аберрантных молекул РНК; необычность таких РНК может состоять в отсутствии интронов или неправильном сплайсинге (при использовании кДНК для создания трансгена), преждевременном окончании транскрипции и отсутствии полиА хвоста;
- ДНК-ДНК взаимодействие гомологичных последовательностей трансгена и эндогена, приводящие к дальнейшим изменению в этих локусах (метилирование ДНК, модификации гистонов, изменение структуры хроматина).
Описанные модели не являются полностью взаимоисключающими. Например, при сильной экспрессии трансгена должно образовываться большее количество аберрантных транскриптов. С другой стороны, взаимодействие ДНК двух локусов может приводить к такому изменению структуры хроматина, которое будет способствовать синтезу аберрантной РНК.
Таким образом, предполагается, что если двухцепочечная РНК не образуется непосредственно, различная комбинация этих трех составляющих в каждой конкретной системе приводит к образованию аберрантной одноцепочечной РНК, которая далее приводит к образованию двухцепочечной РНК.
