21.04.2011

Эволюция сокращает геном растений

Геном Arabidopsis thaliana почти в два раза меньше, чем у её ближайшего родственника, Arabidopsis lyrata. Но при этом потери пошли A. thaliana только на пользу: из её генома исчезли последовательности транспозонов, провоцирующие опасные мутации, пишет AlphaGalileo.

Каков размер генома у растений? — Трудный вопрос. Наиболее крупный геном у вороньего глаза: он в тысячу раз превосходит самый короткий, коим обладают хищные растения из рода Genlisea. А в какую сторону эволюция подталкивает растения — к увеличению или уменьшению запасов ДНК? Те же вороний глаз и хищные генлисеи — слишком разные виды, чтобы можно было оценить направление эволюции. Для этого нужны более или менее родственные виды.

Исследователи из Института биологии развития имени Макса Планка (Германия) предприняли сравнительный анализ геномов резуховидки лиролистной и резуховидки Таля (согласитесь, по-русски это звучит куда хуже, чем Arabidopsis). Оба вида, представляющие знаменитейший и популярнейший среди биологов род Arabidopsis, произошли от одного предка, и их эволюционные пути разошлись не так уж давно — всего 10 млн лет назад.

Геном резуховидки Таля секвенирован уже много раз, его длина составляет 125 млн «букв» (то есть пар нуклеотидов), которые складываются в 27 025 генов, расположенных на пяти хромосомах. Геном резуховидки лиролистной — почти вдвое больше: 207 млн «букв». А вот выигрыш по генам не столь велик: 32 670 генов на восьми хромосомах. ДНК р. лиролистной оказалась больше за счёт незначащих зон, которые не кодируют белки и не имеют регуляторных функций.

Учёные решили проверить, что именно есть у одного растения и чего нет у второго. Выяснилось, что геном р. Таля стал таким за счёт потерь сотен и тысяч пар оснований в областях транспозонов и между ними. Транспозоны, или мобильные элементы, обладают свойством самопроизвольно «прыгать» из одного участка генома в другой, и такие прыжки часто приводят к негативным эффектам: транспозон может встроиться в ген и полностью нарушить его функцию.

По словам исследователей, р. лиролистная недалеко ушла от своего предка, имея восемь хромосом и много «мусора» в геноме. Напротив, A. thaliana избавила себя от многих неприятностей, отбросив в ходе эволюции не вызывающие доверяя участки собственного генома.

Статья с анализом геномов двух растений опубликована в журнале Nature Genetics.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА