Метод для одновременного секвенирования сотен хлоропластных геномов

Исследователи из Университета Флориды и Оберлин-колледжа разработали метод секвенирования, который позволит одновременно секвенировать потенциально сотни хлоропластных геномов растений. Это облегчит исследования молекулярной биологии и эволюции растений.

Хлоропласт — это компартмент в растительной клетке, ответственный за фотосинтез и, следовательно, за производство всего сахара, необходимого растению для роста и выживания. Хлоропласт уникален тем, что содержит собственную ДНК, отдельную от более крупного и доминирующего генома, расположенного в ядре каждой клетки.

Последовательности ДНК хлоропласта широко используются биологами в генной инженерии и для восстановления эволюционных связей между растениями. Однако до недавнего времени секвенирование хлоропластного генома было дорогим и трудоемким, что ограничивало его полезность для эволюционных и молекулярных биологов. Большинство исследователей были вынуждены секвенировать лишь небольшую часть генома, что во многих случаях недостаточно для определения эволюционных отношений, особенно в эволюционно молодых группах растений.

В отличие от этого, полные последовательности хлоропластных геномов содержат достаточно информации для восстановления как недавних, так и древних диверсификаций. Новые технологии секвенирования ДНК, называемые секвенаторами "следующего поколения", сделали полное секвенирование хлоропластных геномов значительно дешевле и проще. Если существующие методы с использованием этих секвенаторов позволяют одновременно секвенировать до 48 геномов, то новый метод позволит секвенировать потенциально сотни геномов хлоропластов цветковых растений за раз, значительно снижая стоимость на образец.

Этот новый метод, описанный в февральском выпуске журнала Applications in Plant Sciences, основан на эффективном отделении ДНК хлоропласта от другой ДНК в клетке с помощью коротких ДНК-«приманок», разработанных на основе уже секвенированных хлоропластных геномов. Эти молекулярные приманки эффективно концентрируют ДНК хлоропласта перед секвенированием (процесс, называемый "таргетным обогащением"), что резко увеличивает количество образцов, которые можно секвенировать одновременно.

Грег Сталл, аспирант Университета Флориды и ведущий автор исследования, подчеркивает универсальность новой системы: «С помощью этого метода исследователи смогут дешево секвенировать сотни хлоропластных геномов для любой интересующей их группы цветковых растений».

Метод был специально разработан авторами исследования таким образом, чтобы можно было секвенировать хлоропластный геном практически любого цветкового растения, независимо от вида. Цветковые растения представляют собой самую крупную (~300 000 видов) и экологически доминирующую группу наземных растений, включая все основные сельскохозяйственные культуры.