Ученые обнаружили древние ДНК-«переключатели», скрытые в растениях на протяжении 400 миллионов лет

Международная команда ученых обнаружила огромный архив регуляторной ДНК в растениях, который сохранялся более 400 миллионов лет. Используя новый вычислительный инструмент Conservatory, исследователи выявили свыше 2,3 миллиона консервативных некодирующих последовательностей (CNS), действующих как генетические переключатели, которые контролируют, когда и как активируются гены. Эти последовательности были обнаружены при сравнении 314 геномов растений от 284 видов.

Долгое время ученые считали, что регуляторная ДНК в растениях не сохраняется на длительных эволюционных промежутках, в отличие от животных. Однако новое исследование, опубликованное в Science, опровергает эту гипотезу. Анализ организации генов на микроуровне и сравнение сотен геномов позволили выявить закономерности, которые ранее ускользали от исследователей. Ученые также определили три ключевых правила эволюции CNS: сохранение порядка последовательностей на хромосоме, их перепривязка к другим генам при перестройках генома и сохранение после дупликации генов.

Созданный в рамках проекта Conservatory атлас регуляторной консервации растений представляет собой ценный ресурс для фундаментальной биологии и сельского хозяйства. Открытие дает новое понимание эволюции жизни и предоставляет инструменты для более эффективного выведения сельскохозяйственных культур, устойчивых к засухе и другим вызовам. Исследователи подчеркивают, что многие новые регуляторные элементы возникают из модифицированных древних CNS, что объясняет механизм появления генетической новизны.