一种解决世界饥饿问题的表观遗传方法

植物再生可以通过形成大量多能细胞而发生。获得多能性的过程涉及沉默基因以去除原始组织记忆并通过外部输入引发激活。在东京理科大学的Sachihiro Matsunaga教授的带领下，一组科学家表明，植物再生能力需要一定的去甲基化酶，能够在再生信号的作用下引发基因表达。

在多细胞生物中，并非所有基因都在所有细胞中表达，这意味着并非所有细胞都产生相同的酶或蛋白质，因此并非所有细胞都具有相同的代谢。这种分化是跨多细胞生物(包括植物和真菌)的关键过程。但随着细胞的特化，它们变得单一，意味着它们失去了形成多种细胞类型的能力。长期以来，科学家们一直试图通过诸如核转移和转录因子诱导等激进手段将哺乳动物细胞重编程为多能性。然而，植物可以通过外部信号输入(例如激素和压力)获得相同的再生能力。这种现象的一部分受到表观遗传学的调节，因为这些修饰是基因的“epi”或“高于”。

Matsunaga教授和他的团队使用拟南芥(Arabidopsis thaliana)，一种常用于植物生物学的小型开花植物，来研究全基因组组蛋白修饰。组蛋白是将真核DNA包装在一起的蛋白质，防止其被转录或解码。然而，经过修饰后，这些蛋白质在DNA分子周围的抓握会松动，从而使DNA更容易被转录。这组科学家发现LDL3酶可以使组蛋白H3去甲基化(从氨基酸中去除甲基)，从而为植物提供再生能力。这种表观遗传机制允许植物的多能细胞恢复其单能状态，从而假定分枝组织(包括叶和茎)的芽分生组织的身份。他们的研究结果发表在期刊上自然通讯。

因为不需要种子来种植这些植物，这可能有助于科学家更快地种植植物而不开花。“通过加强植物繁殖的能力，即使没有种子，”松永教授表示，“只有叶子，茎和部分根部才能增加克隆植物的数量。它可以通过促进绿化和通过增加谷物和蔬菜的产量来解决全球粮食短缺问题。“

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