Как изменение одной буквы в ДНК сделало кукурузу королевой полей

Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон обнаружили, что изменение всего одного нуклеотида в геноме предка кукурузы — теосинте — сыграло ключевую роль в её одомашнивании.

Мутация, обнажившая зерно

• В процессе одомашнивания кукурузы произошла однонуклеотидная замена в гене teosinte glume architectural gene (tga1).
• Эта мутация привела к исчезновению твёрдой, несъедобной оболочки дикого злака теосинте, обнажив съедобное золотистое зерно.
• Исследование, опубликованное в журнале Genetics, показало, что из шести возможных мутаций в этом гене только одна стабильно отличала кукурузу от теосинте.

Как работает ген-«дирижёр»

• Ген tga1 кодирует белок, который является мастер-регулятором — «дирижёром оркестра».
• Он контролирует работу множества других генов («музыкантов»), определяя, какие из них включаются и выключаются.
• Мутация изменила белок, что повлияло на его регуляторную функцию. В результате «дирижёр» «приглушил музыкантов», которые отвечали за формирование твёрдой плодовой оболочки.
• Вместо этого ресурсы были перенаправлены на формирование початка, и зерно осталось «голым», открытым и доступным для употребления в пищу.

Эволюционное значение

• Это исследование демонстрирует, как малое изменение в ДНК (одна «буква») может привести к крупным морфологическим изменениям через изменение функции одного регуляторного белка.
• В случае кукурузы этот генетический сдвиг, закреплённый человеком в процессе селекции, сделал её одной из важнейших сельскохозяйственных культур в мире.