Генетики ФИЦ Биотехнологии РАН уточнили структуру геномов растений – это ляжет в основу нового подхода к созданию более урожайных и устойчивых к болезням сортов сельхозкультур, в частности риса. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
Генетический код растений полон повторяющихся фрагментов ДНК, которые могут располагаться друг за другом или быть разбросаны по всему геному, пояснили эксперты.
Разбросанные (так называемые «прыгающие гены») оказывают влияние на работу других генов и играют важную роль в эволюции растений, их устойчивости к болезням и неблагоприятным условиям окружающей среды. Встраивание в них генов других организмов является перспективным направлением для получения новых сортов культур.
В ходе своей жизнедеятельности «прыгающие гены» мутируют, поэтому существующие компьютерные программы перестают их видеть, что мешает последующему редактированию. Для решения этой проблемы ученые ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН (Москва) разработали подход, использующий математические «таблицы», которые постепенно уточняются, сравниваясь с реальными участками ДНК.
В отличие от традиционных подходов, новый метод способен обнаруживать даже сильно измененные (мутировавшие) повторы.
Генетический код растений полон повторяющихся фрагментов ДНК, которые могут располагаться друг за другом или быть разбросаны по всему геному, пояснили эксперты.
Разбросанные (так называемые «прыгающие гены») оказывают влияние на работу других генов и играют важную роль в эволюции растений, их устойчивости к болезням и неблагоприятным условиям окружающей среды. Встраивание в них генов других организмов является перспективным направлением для получения новых сортов культур.
В ходе своей жизнедеятельности «прыгающие гены» мутируют, поэтому существующие компьютерные программы перестают их видеть, что мешает последующему редактированию. Для решения этой проблемы ученые ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН (Москва) разработали подход, использующий математические «таблицы», которые постепенно уточняются, сравниваясь с реальными участками ДНК.
В отличие от традиционных подходов, новый метод способен обнаруживать даже сильно измененные (мутировавшие) повторы.
Ученые проанализировали с помощью нового алгоритма геном риса посевного (Oryza sativa) и выявили 992 739 повторов, относящихся к 79 разным семействам. Это на 56% больше, чем количество повторов, выявленных широко используемым биологами алгоритмом EDTA (Extensive de-novo TE Annotator). При этом повторы составили 66% всего генома риса, что также превосходит предыдущие оценки.
Рис служит основным продуктом питания для более чем миллиарда человек. Поэтому выведение новых высокоурожайных сортов этого растения – важная продовольственная задача.
Евгений Коротков - руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, ведущий научный сотрудник группы математического анализа последовательностей ДНК и белков ФИЦ Биотехнологии РАН
Как отметил ученый, для того чтобы решить задачу выведения новых сортов риса, нобходимо понимать устройство генома культуры и найти в нем все мобильные генетические элементы. Коллективу ФИЦ удалось обнаружить большое количество ранее неизвестных последовательностей, что поможет в поиске удачных мест встраивания генов других организмов в геном риса и в создании новых сортов.
В планах у ученых – применить разработанный подход к другим сельхозкультурам, а также попытаться сделать метод еще более чувствительным. Также планируется создание базы данных найденных дисперсных повторов в различных растениях, которая будет открытой для международного сообщества и проведения экспериментальных исследований.
Рис служит основным продуктом питания для более чем миллиарда человек. Поэтому выведение новых высокоурожайных сортов этого растения – важная продовольственная задача.
Евгений Коротков - руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, ведущий научный сотрудник группы математического анализа последовательностей ДНК и белков ФИЦ Биотехнологии РАН
Как отметил ученый, для того чтобы решить задачу выведения новых сортов риса, нобходимо понимать устройство генома культуры и найти в нем все мобильные генетические элементы. Коллективу ФИЦ удалось обнаружить большое количество ранее неизвестных последовательностей, что поможет в поиске удачных мест встраивания генов других организмов в геном риса и в создании новых сортов.
В планах у ученых – применить разработанный подход к другим сельхозкультурам, а также попытаться сделать метод еще более чувствительным. Также планируется создание базы данных найденных дисперсных повторов в различных растениях, которая будет открытой для международного сообщества и проведения экспериментальных исследований.