Команда биологов из Лаборатории Колд‑Спринг‑Харбор обнаружила более 2,3 млн регуляторных последовательностей ДНК, сохранившихся у 284 видов растений. Эти последовательности — консервативные некодирующие последовательности (КНП) — существуют уже более 400 млн лет — со времен до появления цветковых растений.
Открытие стало возможным благодаря новому инструменту Conservatory. С его помощью исследователи детально сравнили порядок и состав групп генов у сотен видов и выявили ключевые закономерности эволюции КНП. Оказалось, что порядок расположения этих последовательностей на хромосоме сохраняется, хотя расстояние между ними может меняться. При перестройке генома КНП начинают взаимодействовать с другими генами, а при дублировании генов древние последовательности сохраняются — именно этот механизм играет важную роль в эволюции растений.
Ранее обнаружить такие последовательности у растений не удавалось: методы, которые успешно работали для животных, здесь не подходили. Теперь же ученые выяснили, что новые регуляторные элементы часто возникают из старых КНП после дублирования генов.
Полученные данные открывают доступ к своеобразному генетическому атласу растений — в нем представлены десятки видов сельскохозяйственных культур и их диких предков. Это даст селекционерам мощный инструмент: с его помощью можно будет выводить сорта, устойчивые к засухе и другим неблагоприятным условиям, и тем самым помогать решать проблему нехватки продовольствия. Кроме того, работа уточнила эволюцию жизни на Земле — она позволила увидеть, как менялись растения на протяжении сотен миллионов лет.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что быстрая эволюция может «спасти» виды от изменения климата.
