Роль некодирующей ДНК в одомашнивании риса

Новое исследование показывает, что значительная часть изменений, связанных с одомашниванием риса, обусловлена отбором по признакам, которые определяются некодирующими участками генома, не транскрибирующимися в белки.

Генетическая «тёмная материя» и признаки риса

• До 98% генома многих видов не кодирует белки. Эта часть, иногда называемая «тёмной материей» или «мусорной ДНК», оказала существенное влияние на развитие риса.
• Около 36% генетической информации в геноме риса приходится на некодирующие области. Однако более 50% разнообразия сельскохозяйственно важных признаков связано с этими же областями.

Ключевая роль длинных некодирующих РНК (lncRNA)

Исследователи связали ключевые изменения, произошедшие за более чем 9000 лет одомашнивания риса, с молекулами длинных некодирующих РНК (lncRNAs) — РНК длиной более 200 нуклеотидов.

• Впервые была проведена глубокая аннотация и описание lncRNA у культурного и дикого риса.
• Трансгенные эксперименты и популяционно-генетический анализ убедительно показали, что отбор по lncRNAs привёл к изменениям качества зерна у одомашненного риса, влияя на экспрессию генов, участвующих в синтезе крахмала и пигментации зерна.

Значение исследования

• Работа помогает понять более тонкие регуляторные механизмы, лежащие в основе сложных признаков одомашнивания, в отличие от ранних исследований, фокусировавшихся на простых признаках, контролируемых одним-двумя генами.
• Полученные данные подтверждают гипотезу о том, что многие адаптивные различия между группами растений или животных обусловлены изменениями в регуляции генов, а не эволюцией белков.
• Исследование открывает новые возможности для прецизионной селекции с целью создания новых сельскохозяйственных культур.

Цитата: «Мы предполагаем, что отбор по lncRNAs может оказаться более широким механизмом, посредством которого эволюционируют геномные паттерны экспрессии генов у многих видов», — отмечает Сяомин Чжэн, первый автор статьи в Science Advances.