Новый метод разделения ДНК растений по геномному происхождению

Современные технологии секвенирования позволяют быстро и недорого получать обширные генетические данные растений. Однако сложность заключается в том, что растительные ткани содержат три отдельных генома: ядерный, хлоропластный и митохондриальный. Выделение конкретного генома из общей выборки ДНК часто затруднено, что приводит к значительному объёму бесполезных данных при секвенировании.

Существующие методы имеют недостатки: они требуют либо трудоёмкой лабораторной работы, либо предварительных знаний об интересующих геномных регионах.

Исследователи из New England Biolabs и Университета штата Нью-Мексико разработали быстрый и простой подход для разделения ядерной и органелльной ДНК растений. Метод, опубликованный в журнале Applications in Plant Sciences, основан на различиях в CpG-метилировании между геномами.

• Ядерный геном обладает богатыми CpG-метилированными регионами.
• Геномы хлоропластов и митохондрий практически лишены CpG-метилирования.

Метод использует специализированные магнитные шарики, которые гибридизуются с метилированными участками ДНК. Применяя их к общей геномной ДНК, учёные разделили образцы на две фракции:

• Метил-обогащённая — с повышенной концентрацией ядерной ДНК.
• Метил-обеднённая — с повышенной концентрацией органелльной ДНК.

По словам старшего автора исследования доктора Донована Бейли, этот подход имеет несколько преимуществ:

• Не требует предварительных знаний о секвенируемых геномах, кроме их происхождения (ядерное, органелльное, прокариотное).
• Не нуждается в большом количестве исходного материала.
• Выполняется быстро.

Метод также применим для выделения геномов эндомицетов (грибов, живущих в растениях) и прокариотических паразитов в растительных образцах. Геномы эндомицетов подвергаются CpG-метилированию, а прокариотические — нет, что позволяет целенаправленно секвенировать их вместе с интересующим растительным геномом. Это даст исследователям больше информации о разнообразии эукариот и прокариот, обитающих в тканях растений.

Хотя исследование было сосредоточено на цветковых растениях, подход, вероятно, будет эффективен и для других основных групп растений (например, папоротников, голосеменных).