Хищное растение научилось справляться с «мусорной» ДНК
Приспособление для захвата насекомых у пузырчатки, видимое сканирующим электронным микроскопом. Раскрашенная черно-белая фотография.Фото: Enrique Ibarra-Laclette, Claudia Anahí Pérez-Torres
Биологи установили, что геном насекомоядной пузырчатки (Utricularia gibba), в отличие от подавляющего большинства геномов растений и животных, почти не содержит «мусорной» ДНК, а 97 процентов его последовательности занимают функциональные гены. Работа опубликована в журнале Nature, кратко ее содержание можно прочитать в пресс-релизе Университета Баффало.
В ходе работы ученые прочитали и проанализировали полный геном горбатой пузырчатки - водного насекомоядного растения, распространенного на всех континентах кроме Антарктиды. Размер генома оказался очень небольшим - всего около 82 миллионов нуклеотидных остатков (мегабаз), что особенно мало по сравнению с другими растениям, для которых в целом характерна полиплоидия - удвоение, утроение или учетверение стандартного набора хромосом. Так, геном винограда составляет 490, а томата - 780 мегабаз.
Обнаружив множественные копии генов, ученые установили, что дупликация имела место и в процессе эволюции пузырчатки. Однако, в отличие от томата, который при этом увеличил свой геном (пути растений разошлись около 87 миллионов лет назад), геном пузырчатки стал очень компактным из-за вычищения межгенной ДНК, которую принято называть «мусорной» (junk DNA).
У многоклеточных организмов межгенная ДНК обычно занимает подавляющую часть генома, достигая у человека, например, 98 процентов последовательности. Название «мусорной» такая ДНК получила благодаря тому, что ей не удается приписать какую-то определенную функцию и большая ее часть состоит из «бессмысленных» одинаковых повторов.
В середине 2012 года были опубликованы первые результаты проекта ENCODE, призванного оценить потенциальную функцию «мусорной» ДНК путем составления карты всех ее элементов, которые могут иметь какое-то физиологическое значение. В сообщениях руководителей проекта говорилось о том, что до 80 процентов всего генома человека выполняют какие-то функции, несмотря на то, что на белок-кодирующие участки генома приходится всего 2 процента последовательности. Такие сообщения были встречены критикой многих ученых в связи стем, что за «функциональность» соавторы проекта принимали даже просто факты транскрипции геномной ДНК. Исследования пузырчатки говорят о том, что, какую бы функцию ни выполняла «мусорная» ДНК, потенциально растения могут обойтись и без нее.
