Разгадка эволюционной загадки: как растения менялись на протяжении 125 млн лет

Исследователи из Лаборатории Холодного Мыса (CSHL) сделали прорывное открытие, раскрывающее, почему одинаковые мутации ДНК в разных растениях приводят к разным результатам. Профессор CSHL и исследователь HHMI Закари Липпман и его команда обнаружили, что томаты и растения Arabidopsis thaliana могут использовать совершенно разные регуляторные системы для контроля за одним и тем же геном. Эта особенность связана с экстремальными генетическими преобразованиями, произошедшими в течение последних 125 миллионов лет эволюции.

Используя методы геномного редактирования, ученые создали более 70 мутантных штаммов томатов и Arabidopsis thaliana, каждый из которых имел удаление части регуляторной ДНК вокруг гена CLV3. Затем они анализировали влияние каждой мутации на рост и развитие растений. Оказалось, что при слишком сильной мутации ДНК, регулирующей активность CLV3, рост плодов значительно увеличивался. 

Для томатов мутации вблизи начала гена CLV3, но не в его конце, значительно влияли на размер плодов. Для Arabidopsis необходимо было нарушить области вокруг обеих частей гена. Это указывает на то, что за последние 125 миллионов лет произошли изменения, заставившие растения эволюционировать по-разному. Точные причины этих изменений остаются загадкой.

Однако ученые точно знают, что регуляция генов неодинакова между видами растений. Раскрытие этих генетических различий может помочь сделать геномную инженерию сельскохозяйственных культур более предсказуемой. Это станет большим прорывом не только для науки, но и для фермеров и селекционеров по всему миру.