История преображения кукурузы является ярчайшим свидетельством того, как человечество способно влиять на эволюционные процессы. Благодаря кропотливой работе древних земледельцев, эта малопригодная для употребления культура превратилась в важнейший продовольственный ресурс современности. Выдающиеся исследователи из Лаборатории Колд-Спринг-Харбор, Роб Мартиенссен и Томас Гингерас, погружаются в тайны генетических изменений, происходивших на протяжении девяти тысячелетий. Их исследования направлены на улучшение адаптивных свойств этой замечательной культуры.
Инновационный проект MaizeCODE, созданный учеными, представляет собой уникальную геномную энциклопедию. В его основу легли принципы энциклопедии элементов ДНК (ENCODE), нацеленной на исследование функциональных компонентов человеческого генома. Гингерас, будучи ключевой фигурой проекта, подчеркивает важность поиска всех участков генома, отвечающих за воспроизводство и жизненно важные клеточные процессы.
Революционное исследование, представленное в Nature Communications, раскрыло удивительные результаты анализа регуляторных последовательностей в различных тканях трех разновидностей кукурузы и ее древнего предшественника теосинте. Ученые обнаружили впечатляющее множество регуляторных зон — энхансеров, управляющих активностью генов растений.
Особенно захватывающим открытием стало выявление тысяч «суперэнхансеров» у кукурузы, каждый из которых способен управлять множеством генов одновременно. Поразительно, что именно эти структуры подверглись интенсивной селекции в процессе одомашнивания. По словам Мартиенссена, древние земледельцы, сами того не подозревая, концентрировались на отборе определенного набора супергенов в початках.
Эти прорывные открытия открывают захватывающие перспективы создания инновационных сортов кукурузы. Исследователи получили финансирование для разработки культур, способных процветать в почвах с повышенным содержанием алюминия, характерных для Южной Америки. MaizeCODE станет ключевым инструментом в поиске регуляторных областей, обеспечивающих устойчивость кукурузы и сорго к алюминию.
Потенциал MaizeCODE простирается гораздо дальше. Эта передовая база данных может стать катализатором революционных изменений в сельском хозяйстве. Появление суперустойчивых к заболеваниям и засухе растений, создание высокопродуктивных культур для обеспечения продовольственной безопасности — все это становится достижимым благодаря MaizeCODE. Открытый доступ к данным делает эти возможности доступными для исследователей и селекционеров во всех уголках планеты.
[Фото: Jon Cahn/Martienssen lab/CSHL]
Источник: scientificrussia.ru