Навигация по геному кукурузы: метод картирования «генетических выключателей»

Исследователи из Университета штата Флорида и их коллеги разработали технику, способную картировать почти все вероятные регуляторные «выключатели» в геноме. Это знание может быть критически важным для сельского хозяйства, где учёные стремятся повысить урожайность, делая культуры более устойчивыми к засухе, наводнениям или вирусам.

«Знание ландшафта структуры генома должно помочь сфокусировать усилия по редактированию генома и ускорить прикладные исследования, например, в области точного земледелия», — отметил профессор биологических наук Хэнк Басс.

Как работают «выключатели» генов

• Регуляторные «выключатели», контролируемые транскрипционными факторами, подобны световым выключателям для генов.
• Они активируют гены в нужные моменты развития. Сбой в этом процессе может нарушить развитие растения или его способность противостоять болезням.
• «Создав точную карту регуляторных сайтов и транскрипционных факторов у кукурузы, можно оптимизировать экспрессию генов, нацеливаясь на эти сайты», — пояснила первый автор статьи Саванна Савадел.

Техника MOA-seq и её точность

В качестве модели использовался геном кукурузы (Zea mays), который содержит около 2 миллиардов пар оснований.

• Метод MOA-seq позволяет картировать последовательности ДНК с высоким разрешением — в участках размером всего около 30 пар оснований.
• Техника идентифицирует области ДНК, открытые для связывания с транскрипционными факторами.
• «Мы с высокой точностью нашли "выключатели" в тестовой ткани — развивающемся початке кукурузы», — сказал Басс.

Такая точность открывает путь для использования инструментов редактирования генов, таких как CRISPR, для направленной модификации конкретных регуляторных участков, что является основой прецизионного (точного) земледелия.

Исследование опубликовано в журнале PLOS Genetics.