Monkey flower see, monkey flower do: Модельное растение помогло найти "горячие точки" рекомбинации генов

Исследователи из Объединенного института генома Министерства энергетики США (DOE JGI) представили черновую последовательность генома мимулюса, или обезьяньего цветка (Mimulus guttatus), и проанализировали исторические "следы" событий рекомбинации ДНК, которые формировали этот вид растений на протяжении сотен тысяч лет.

Ключевые результаты исследования, опубликованного в PNAS:

  • С помощью нового метода анализа (секвенирования объединенной ДНК из популяции) ученые отследили около 400 000 событий рекомбинации в дикой популяции Mimulus guttatus.
  • Удалось с высокой точностью определить, что рекомбинация усиливается вблизи начал генов (так называемые "горячие точки").
  • Более 25% генома состоит из "холодных пятен" — областей, где рекомбинация практически отсутствует, и они наследуются от родителей как не перетасованные блоки.
  • Рекомбинация у растений, как и у дрожжей, не зависит от белка PRDM9, в отличие от млекопитающих.
  • Геном мимулюса отличается высокой вариативностью: в среднем одно отличие (SNP) на каждые 35 нуклеотидов. Для сравнения, у человека различия встречаются примерно раз в 1000 нуклеотидов.

Значение работы:

  • Mimulus guttatus — классическая модель для изучения экологической и эволюционной генетики с времен Дарвина. Он имеет небольшой геном (~430 млн пар оснований), короткое время генерации и большое разнообразие форм.
  • Референсный геном, созданный в DOE JGI, позволит идентифицировать гены и регуляторные элементы, ответственные за эволюционное и экологическое разнообразие.
  • Понимание закономерностей рекомбинации и генетической изменчивости у мимулюса может проинформировать новые стратегии селекции растений, включая улучшение биоэнергетических культур.

Как отметил первый автор статьи Уффе Хеллстен: "Расширяя роль мимулюса как важной генетической модели, мы получим дополнительные сведения, применимые ко многим растениям, что в конечном итоге поможет в стратегиях улучшения сельскохозяйственных и биотопливных культур".