På overfladen ser den ydmyge melon måske bare ud som en velsmagende godbid for de fleste. Men forskere fra Japan har fundet ud af, at denne frugt har skjulte dybder: retrotransposoner (nogle gange kaldet "springsekvenser") kan ændre, hvordan gener udtrykkes.
I en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Communications Biology, har forskere fra University of Tsukuba og National Agriculture and Food Research Organisation (NARO) afsløret, at retrotransposoner havde en rolle i at ændre genekspression, når melongenomer diversificerede, og kan påvirke genekspression, der inducerer frugtmodning.
Meloner udgør en af de mest økonomisk vigtige frugtafgrøder glob alt. Et særligt træk ved meloner er sameksistensen af to frugttyper: climacteric (som producerer ethylen og udviser et udbrud i cellulær respiration, når modningen begynder), og ikke-climacteric. Ethylen er et plantehormon, der er vigtigt for reguleringen af klimafrugtmodningsegenskaber såsom holdbarhed, hvilket er af stor økonomisk betydning.
"Fordi Harukei-3-meloner producerer ethylen under modning, ønskede vi at se på ethylen-relateret genekspression i denne type melon," siger hovedforfatter af undersøgelsen professor Hiroshi Ezura. "Harukei-3 producerer en særlig sød frugt, hvis den dyrkes på de rigtige årstider. På grund af sin smag og attraktive udseende har Harukei-3 været brugt i lang tid i Japan som en standardtype til avl af højkvalitets moskusmelon."
For at undersøge ethylen-relateret genekspression samlede forskerne hele genomsekvensen af Harukei-3 ved at bruge tredje generations nanopore-sekventering parret med optisk kortlægning og næste generations sekventering.
"Vi sammenlignede genomet af Harukei-3 med andre melongenomer. Interessant nok fandt vi ud af, at der er tilstedeværelse/fravær polymorfier af retrotransposon-relaterede sekvenser i hele genomet mellem melonaccessioner, og 160 (39%) var transskriptionelt induceret i frugtprøver af modning efter høst. De blev også udtrykt sammen med nabogener," forklarer Dr. Ryoichi Yano, seniorforfatter. "Vi fandt også ud af, at nogle retrotransposon-relaterede sekvenser blev transskriberet, når planterne blev udsat for varmestress."
Retrotransposoner er transposoner (også omt alt som "hoppende sekvenser", fordi de kan ændre deres positioner i et genom) med sekvenser, der ligner retrovira.
"Vores resultater tyder på, at retrotransposoner bidrog til ændringer i genekspressionsmønstre, når melongenomerne diversificerede sig. Retrotransposoner kan også påvirke genekspression, der medfører modning af frugt," siger professor Ezura.
Harukei-3-genomsamlingen er sammen med andre data genereret i denne undersøgelse tilgængelig i Melonet-DB-databasen. Kombineret med fremtidige opdateringer vil denne database bidrage til den funktionelle genomiske undersøgelse af meloner, især omvendt genetik ved hjælp af genomredigering.
