Обнаружены 100-миллионолетние участки ДНК — короткий путь к прогрессу в селекции растений
Учёные обнаружили в ДНК нескольких видов растений участки возрастом 100 миллионов лет, которые могут хранить секреты о том, как определённые гены «включаются» или «выключаются».
Исследователи из Университета Уорика, чья работа опубликована в журнале The Plant Cell, надеются, что это открытие ускорит исследования в области растениеводства и продовольственной безопасности.
Проведя вычислительный анализ геномов папайи, тополя, резуховидки Таля (Arabidopsis) и винограда, учёные выявили сотни консервативных некодирующих последовательностей, которые присутствуют в ДНК всех четырёх видов.
Эти некодирующие последовательности — не гены. Они расположены в промоторах (участках перед генами) и имеют длину около 100 пар оснований ДНК.
Поскольку четыре вида эволюционировали отдельно друг от друга около 100 миллионов лет, сохранение этих регионов говорит об их важной роли в развитии и функционировании растений.
Команда полагает, что эти участки участвуют в контроле экспрессии генов, перед которыми они расположены. Другими словами, они определяют, будет ли ген «включён» или «выключен» в зависимости от условий окружающей среды или стадии развития растения. Например, одни гены требуются для защиты от патогенов, другие — для прорастания.
«Мы знаем, что определённые гены консервативны между видами — но мы также видим, что консервативны и последовательности вне генов. Обнаруженные нами регионы сохранялись миллионы и миллионы лет у четырёх видов. Должна быть причина — если что-то существует так долго, это, вероятно, полезно. Мы считаем, что они могут играть очень важную роль в том, как растение развивается и функционирует», — сказал доктор Саша Отт из Центра системной биологии Уорика.
По его словам, эти участки, вероятно, вовлечены в контроль экспрессии генов — ключевую область для учёных, поскольку это в конечном итоге поможет создать культуры с определёнными свойствами, например, засухоустойчивостью.
«Определив эти конкретные регионы, мы приблизились к тому, что, кажется, является очень древней и очень важной частью ДНК. Мы открыли короткий путь: теперь биологическое сообщество может сосредоточить эксперименты на конкретных участках рядом с генами, которые являются ключевыми мишенями для селекции растений и могут сыграть важную роль в решении проблемы продовольственной безопасности. Это открытие может лечь в основу будущих исследований, направленных на расшифровку регуляторных кодов и связывание паттернов последовательностей с паттернами экспрессии».
Статья «Conserved Noncoding Sequences Highlight Shared Components of Regulatory Networks in Dicotyledonous Plants» опубликована в The Plant Cell.