Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
«Хорошая генетика» пастушьей сумки позволила ей распространиться по всему миру
Ученые впервые проанализировали полный геном пастушьей сумки — вида, который входит в пятерку самых распространенных растений мира и встречается на всех континентах, кроме Антарктиды. Оказалось, что существующие на сегодняшний день популяции пастушьей сумки, различающиеся, например, формой и размером листьев, произошли от одного предкового растения-гибрида. Исследование истории этого вида и в перспективе открытие механизмов, за счет которых пастушья сумка расселилась по миру, позволит понять, как повысить устойчивость сельскохозяйственных растений к холоду и засухам.
Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале BMC Biology. Обычно в клеточных ядрах животных и растений содержится двойной набор хромосом — молекул ДНК, окруженных белками. Однако встречаются виды-полиплоиды, с четырьмя или даже более наборами хромосом. Особенно много их среди культурных растений: таковы пшеница, сахарный тростник, хлопчатник, клубника, рапс. Полиплоиды часто возникают в результате скрещивания относительно далеких, хотя и родственных видов, когда их геномы объединяются, в результате чего хромосом становится в разы больше.
Предположительно, полиплоидия улучшает способность организмов адаптироваться к среде обитания. Например, растения с несколькими наборами хромосом могут быть более устойчивы к засухам и недостатку минеральных веществ, быстрее расти и распространяться. Однако причины таких преимуществ до конца не ясны. Новые открытия в этой области позволят разработать механизмы, повышающие урожайность и устойчивость культурных растений к неблагоприятным условиям среды.
Ученые из Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича РАН (Москва) и Сколковского института науки и технологии (Москва) исследовали полный геном и распределение генов по хромосомам пастушьей сумки.
«Яркий пример полиплоида, обладающего высокой приспособленностью, — пастушья сумка обыкновенная (Capsella bursa-pastoris). Виды, считающиеся родительскими по отношению к этому растению — красноватая и восточная пастушьи сумки, — имеют небольшие ареалы в зонах с благоприятным климатом — в Средиземноморском регионе и Центральной Азии. При этом их гибрид можно встретить по всему миру — от Мурманска и пустынь на Ближнем Востоке до горных районов Китая. Однако генетические основы такой способности успешно расти в совершенно разных условиях практически не изучены», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Алексей Пенин, заведующий лабораторией геномики растений ИППИ имени А. А. Харкевича РАН.
Несмотря на огромный прогресс в технологиях секвенирования — определения генетических последовательностей, — сборка геномов полиплоидов остается сложной задачей. Это связано с тем, что у них в геноме очень много похожих друг на друга участков, которые программы-сборщики склонны ошибочно воспринимать как один и тот же фрагмент.
Авторы выполнили несколько дополнительных проверок результатов программ-сборщиков, а также аннотировали геном, то есть разметили его на гены и некодирующие области. В результате анализ показал, что у пастушьей сумки оба генома, доставшихся ей от родителей, равноценны и используются клетками примерно одинаково. Это необычное явление, потому что у большинства полиплоидов, например хлопчатника, кукурузы и клубники обычно один из геномов доминирует — в нем сохраняется больше генов и они активно работают, тогда как в другом происходят потери генов или накапливаются изменения, препятствующие их активности.
София Юдина
Также биологи выяснили, что очень далекие популяции пастушьей сумки — азиатская, ближневосточная и европейская — имеют одинаковые изменения в структуре хромосом. Это говорит о том, что пастушья сумка как вид возникла в процессе эволюции однократно. То есть все растения пастушьей сумки, которые сейчас распространены в мире, имеют одного предка.
Кроме того, данные, полученные в результате полногеномного анализа, опровергают существующее мнение о том, что прямым прародителем пастушьей сумки обыкновенной был вид красноватая пастушья сумка (Capsella rubella). Авторы считают, что Capsella rubella является «тетей» пастушьей сумки обыкновенной, а ее истинный родитель либо вымер, либо еще не обнаружен.
«Секвенирование генома — это только первый шаг по изучению этого вида. Сейчас мы проводим с пастушьей сумкой ряд других экспериментов, в частности, по редактированию генома — избирательно отключаем гены, унаследованные от предковых видов, чтобы понять, как отличаются их функции. Также мы собираем коллекцию образцов из разных климатических зон для того, чтобы установить, какие изменения в геноме помогли к ним адаптироваться. Мы надеемся, что эти исследования не только помогут понять общие закономерности эволюции полиплоидов, но и облегчить изучение сельскохозяйственных растений со сложными геномами, таких как кукуруза и пшеница», — подводит итог Алексей Пенин.
Telegram 
Дзен 
VK Паническое расстройство характеризуется физическим напряжением, усиленным сердцебиением и одышкой. Ученые из Бразилии нашли способ бороться с этим недугом, создавая схожее физическое напряжение, но в спокойной и контролируемой обстановке — во время физупражнений.
Новое исследование показало, что сплоченное сообщество людей, проживающих на крайнем юге Пелопоннесского полуострова, более тысячи лет было генетически изолировано и может проследить свои корни вплоть до бронзового века.
Неверная трактовка одного твита главы SpaceX привела мировые СМИ к заявлениям о том, что он «отложил создание города на Марсе». В реальности названные Илоном Маском даты говорят об обратном.
В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».
Группа ученых представила расчеты, по которым события в центре Млечного Пути можно объяснить без черной дыры. Правда, с физической точки зрения новое объяснение существенно более экзотично — настолько, что возникает вопрос о его соответствии бритве Оккама.
Ученые из МФТИ, НИУ ВШЭ и ОИВТ РАН показали, что жидкость может перейти в стеклообразное состояние под действием давления. Эта работа не только раскрывает механизм перехода, заполняя пробелы в фундаментальных вопросах физики, но и предлагает подход, с высокой точностью моделирующий поведение материалов в экстремальных условиях.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно