Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Борщевик содержит в два раза больше генов, чем в других растениях

Борщевик содержит в два раза больше генов, чем в других растениях

Ядовитое инвазивное растение содержит в два раза больше генов, чем ожидалось.

Впервые ученые изучили геном борщевика Сосновского — ядовитого инвазионного растения, сок которого вызывает ожоги кожи. Они обнаружили, что в его геноме почти в два раза больше генов, чем в геноме большинства других растений. Исследование опубликовано в The Plant Journal .

Результаты исследования открывают двери для практического применения в медицине и фармакологии благодаря уникальным биоактивным молекулам борщевика, которые можно использовать для создания новых лекарств.

Борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi) — инвазионное растение, распространившееся далеко за пределы естественного ареала на Северном Кавказе, представляющее серьезную угрозу экосистемам и здоровью человека. После Великой Отечественной войны растение считалось перспективной кормовой культурой и широко культивировалось на северо-западе Европейской России.

Оттуда он начал распространяться, быстро захватывая большие территории и сокращая биоразнообразие, вытесняя другие виды растений . Более того, его сок содержит природные токсины, которые делают организм человека, в основном кожу и слизистые оболочки , очень чувствительными к ультрафиолетовому излучению и могут вызывать ожоги и раздражения кожи при физическом контакте.

Исследователи из Сколтеха и их коллеги из Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича РАН исследовали полный геном борщевика Сосновского и собрали его до хромосомного уровня.

С помощью секвенатора ДНК команда получила данные о геноме растения и пометила отдельные гены, которых неожиданно оказалось слишком много: 55 000 против 25 000–35 000 у большинства других растений. Предложив и проверив несколько возможных гипотез, исследователи обнаружили, что за это явление ответственны многочисленные дупликации (копии) генов.

«Это довольно необычно, поскольку растения, как правило, имеют дупликации по всему геному, а не только в отдельных его частях. Многие генные семейства с резким увеличением числа генов у борщевика Сосновского появляются в результате синтеза вторичных метаболитов, в том числе линейные фуранокумарины (псорален и его производные), которые делают борщевик очень опасным», — поясняет Мария Логачева, доцент Биоцентра, участник команды проекта.

Исследователи тщательно проанализировали гены, которые могут участвовать в синтезе токсинов, вызывающих ожоги кожи при дневном свете, и экспериментально определили функцию одного из генов, превращающего мармезин в псорален.

Результаты исследования могут быть полезны для медицины и фармакологии. Понимание особенностей генома борщевика Сосновского поможет идентифицировать и изучить его уникальные биоактивные молекулы, которые можно будет использовать для создания новых лекарств и подходов к лечению кожных заболеваний. Они также могут помочь исследователям разработать методы биологического контроля и мониторинга этого вредного растения.

«Мы планируем продолжить исследования генома борщевика и изучить генетическое разнообразие этого вида в его первоначальном ареале и «завоеванных» территориях. Мы собираем и анализируем образцы со всей России — от Калининграда до Дальнего Востока — чтобы выяснить закономерности и стратегии распространения борщевика, а также узнать больше о взаимоотношениях между борщевиком Сосновского и родственными видами , такими как борщевик Мантегацци, который распространяется как лесной пожар в Западной Европе», — заключает Логачева.

Борщевик содержит в два раза больше генов, чем в других растениях

Теги: растения

В тренде