Геномная энциклопедия MaizeCODE раскрывает механизмы одомашнивания кукурузы 9000 лет назад
Ученые из Cold Spring Harbor Laboratory, профессора Роб Мартинсен и Томас Джинжерас, изучают генетические основы решений, которые принимали фермеры 9000 лет назад, одомашнивая кукурузу. Их цель — лучше понять механизмы эволюции и помочь современным фермерам адаптировать культуру к суровым условиям.
Для этого они создали геномную энциклопедию MaizeCODE, основанную на принципах проекта ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements), целью которого было найти все функциональные элементы в человеческом геноме.
В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, лаборатории Джинжераса и Мартинсена проанализировали регуляторные последовательности в пяти типах тканей трех штаммов кукурузы и ее предка теосинте. Они обнаружили:
- Сотни тысяч регуляторных областей (энхансеров), которые помогают включать и выключать гены.
- Несколько тысяч "супер-энхансеров", каждый из которых контролирует сразу несколько генов.
Ключевой вывод: эти супер-энхансеры подверглись очень сильному отбору в процессе одомашнивания кукурузы 9000 лет назад.
"Мы теперь можем сказать, что одомашнивание кукурузы было действительно сфокусировано — возможно, непреднамеренно — на отборе этого довольно узкого набора супер-энхансеров в початках кукурузы", — объясняет Роб Мартинсен.
Практическое применение MaizeCODE:
- Создание устойчивых культур: Ученые планируют использовать энциклопедию для поиска регуляторных регионов, отвечающих за устойчивость кукурузы и сорго к алюминию в почвах Южной Америки.
- Улучшение сельского хозяйства: База данных может помочь в выведении сортов, более устойчивых к болезням, засухе и с более высокой урожайностью.
Все данные MaizeCODE находятся в открытом доступе для исследователей и селекционеров по всему миру. Как отмечает Мартинсен: "Мы лишь касаемся верхушки айсберга".