Габсбурги, ставшие известные о межродственном скрещивании твердый путь. Века браков между близкими родственниками в этой австрийско-испанской королевской семье привели к психическому заболеванию, бесплодию и возможному исчезновению всей родословной. Больше ста лет ученые записали такие проблемы на свой счет к редким генетическим мутациям, выдвигающимся только, когда связанные люди размножаются. Но новое исследование на растениях указывает, что это не просто гены, приводящие к этой так называемой депрессии межродственного скрещивания; это также, как эти гены включены и выключены.
Филиппине Фергеер случайно встретила открытие при работе с растением голубятен Скабиозы. Фергеер, в настоящее время postdoc в университете Radboud в Неймегене, Нидерланды, заметил, что у врожденных членов разновидностей — который является местным в Европу и Азию и превысил темно-зеленые листья с маленькими, тонкими фиолетовыми цветами — были совсем другие ответы на окружающие условия, чем растения, не пересеченные с близкими родственниками. Засуха и бедная почва имели тенденцию убивать врожденные растения быстро, например, тогда как растения outbred были более выносливыми.Vergeer, возможно, рисовал мелом все это до вредных редких генов.
Но тогда она думала больше об окружающих условиях. Засуха и бедное питание, как известно, вызывают так называемые эпигенетические изменения ДНК, дополнения или удаления маленьких химических признаков, известных как метиловые группы, эффективно включающие гены или прочь. Такие модификации могли вызывать депрессию межродственного скрещивания?Для обнаружения Vergeer и коллеги посчитали метиловые группы в геномах врожденных и outbred S. голубятнями.
Врожденные растения показали множество проблем со здоровьем, включая фотосинтезирование трудности и медленное созревание. У них также было на 10% больше метиловых групп в их геномах, чем сделал растения outbred, указав значительные эпигенетические изменения.
Чтобы показать, что метилирование было причиной, а не результатом депрессии межродственного скрещивания, исследователи рассматривали другую партию врожденной Скабиозы с химикатом, названным 5-azacytidine, который удаляет метиловые группы из ДНК. Врожденные растения отнеслись с химикатом, имел уровни метилирования ДНК, примерно равняются их пэрам outbred.
Они были так эффективны в фотосинтезе, как были растения outbred и вырос и назрели при том же уровне, сообщает бригада онлайн сегодня в Письмах о Биологии.Это – первый раз, когда эпигенетика, как показывалось, играла роль в депрессии межродственного скрещивания, говорит Оливер Боссдорф, эволюционный эколог в Бернском университете в Швейцарии, и это значительно, потому что это обеспечивает дополнительное объяснение явления, что ученые думали, что они раскололись. «Это было действительно неожиданным результатом.
Я, возможно, не предположил его», говорит он. «Это изменяет наше фундаментальное понимание депрессии межродственного скрещивания».Ученые все еще не понимают, как эпигенетика может вызвать депрессию межродственного скрещивания.
Вергир размышляет, что ускоренное метилирование могло бы следовать из некоторых редких генов, выставленных межродственным скрещиванием, особенно если эти гены помогают отрегулировать приложение и удаление метиловых групп. Для раскрытия отношения к депрессии межродственного скрещивания Вергир и коллеги намереваются исследовать эпигенетические результаты более подробно путем определения, какие гены содержат ускоренные метиловые группы, и где на гене эти группы приложены. Боссдорф говорит, что оценка эпигенетики путем простого подсчета всех метиловых групп является довольно тупым измерением, которое признает Вергир.
Вергир также отмечает, что эти результаты могли иметь особое значение биологам сохранения. Потеря естественной среды к изменению климата, вырубке леса и другой деятельности человека фрагментировала много разновидностей, разделив их на небольшие группы.
Депрессия межродственного скрещивания, которая может следовать из этих событий, может выдвинуть угрожаемый вид в исчезновение. «Эти врожденные популяции должны ответить на изменения в окружающей среде, и эпигенетика будет играть главную роль в том, как они делают это», говорит Вергир.Результаты также указывают, что может однажды быть возможно рассматривать отрицательные воздействия межродственного скрещивания с 5-azacytidine или связанным составом, несмотря на то, что это еще не было проверено.