Секвенирован геном ели - самый длинный из известных науке
Шведские ученые секвенировали геном ели – он оказался самым большим из всех известных науке – в семь раз больше генома человека. Проект был реализован в Центре растениеводства Умео и лаборатории «Наука для жизни» (Стокгольм). Кроме чисто научного значение, эта информация будет крайне важна для лесной промышленности.
«Лесоводство сейчас вступает в новую эру, и у Швеции есть все возможности быть на переднем краю его развития. Каждый год в стране сажают больше 200 миллионов саженцев. Новые, более эффективные методы помогут им оставаться такими же сильными, здоровыми и хорошо приспособленными как к бедным, так и плодородным почвам в разных районах Швеции», - рассказывает профессор Ове Нильссон (Ove Nilsson).
Ученые определили 29,000 функциональных генов – это ненамного больше, чем у людей. Возникает вопрос – тогда почему геном ели в семь раз больше нашего? Исследователи дали такой ответ: виновато «ожирение генома», вызванное многочисленными повторяющимися последовательностями ДНК, которые накопились за несколько миллионов лет эволюционной истории. У других видов растений и животных имеются эффективные механизмы ликвидации такого рода избыточной ДНК, но у хвойных деревьев они, кажется, не очень работают.
«Примечательно, что ель так хорошо себя чувствует, несмотря на этот лишний генетический груз. Конечно, некоторые из этих фрагментов ДНК выполняют свою функцию, но вряд ли особенно полезно иметь столь много. Эта “нагруженность” представляется нам особым свойством хвойных», - рассказывает профессор Пер Ингварссон (Pär Ingvarsson).
Сложнее всего ученым было не выяснить сами последовательности ДНК, а расположить в правильном порядке примерно 20 миллиардов «букв» генетического кода.
«Представьте себе библиотеку, где хранится десять тысяч книг толщиною с Библию, написанных на языке, в котором есть только четыре буквы. А потом кто-то взял сто одинаковых экземпляров каждой книги, пропустил через уничтожитель документов и перемешал все клочки и полоски. И вот из этого вас просят собрать заново всю библиотеку. Это немного проблематично», - объясняет профессор Стефан Янссон (Stefan Jansson)
«Чтобы обработать гигантское количество последовательностей ДНК нам пришлось перенастроить компьютеры и переписать множество программ, ранее применявшихся в таких исследованиях», - говорит профессор Йоаким Лундеберг (Joakim Lundeberg). Ресурсы национальной системы хранения данных были использованы до максимума.
«Но выбор времени был оптимальным: когда в лаборатории поставили новые компьютеры для секвенирования ДНК, с нашего опытного образца ели пришла ДНК. Проведя секвенирование и анализ самого длинного из всех изученных геномов, мы продемонстрировали, что лаборатория “Наука для жизни” обладает всеми техническими и научными возможностями для проведения исследований на высочайшем международном уровне», - заключает Лундеберг.
Йорг Больман (Joerg Bohlmann), специалист по биохимии растений из Университета Британской Колумбии, соавтор исследования, заявил, что секвенирование генома позволит лесоводам улучшить такие свойства ели, как сопротивляемость насекомым, качество древесины, скорость роста и умение приспосабливаться к меняющемуся климату.
Данные исследования опубликованы в журнале Nature.
По материалам Science Codex и Los Angeles Times.
Артём Космарский nauka21vek.ru