Генетики СПбГУ выяснили, как арахис стал природным ГМО

Машины и Механизмы – 03 октября 2024

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета в составе научной группы выявили ген, который позволил арахису стать природным ГМО и адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.

Генетически модифицированные организмы (ГМО) — это растения, животные или микроорганизмы, в геном которых были перенесены чужие гены. Это может быть сделано для различных целей, таких как повышение урожайности, защита от вредителей, улучшение вкусовых качеств или снижение вероятности возникновения болезней.

В обществе существует убеждение о том, что ГМО‑продукты опасны, поскольку считаются ненатуральными. Однако, как выяснили ученые, ГМО — это не только искусственное явление. В природе существуют и природные ГМО — растения, которые в процессе эволюции приобрели чужие гены с помощью тех же бактерий, что используют и в лабораториях для создания ГМО‑продуктов.

Ученые Санкт‑Петербургского университета составили список таких растений, в него вошли табак, льнянки, батат, арахис, клюква, хмель и чай. По мнению исследователей, около 7 % двудольных растений содержат следы таких ДНК‑трансформаций. Многие из них были подробно охарактеризованы, и ученые смогли объяснить, почему они являются природными ГМО. Однако для арахиса этот вопрос оставался открытым.

Генетики Санкт‑Петербургского университета давно занимаются исследованием природных ГМО. Так, год назад ученые Университета выяснили, какие преимущества получил табак, став природным ГМО. Татьяна Матвеева также рассказывала о природном ГМО в одном из выпусков научно‑популярного подкаста СПбГУ «Генрих Терагерц».

«Мы проанализировали все доступные нам последовательности ДНК арахиса, хранящиеся в базах данных нуклеотидных последовательностей, а также набор линий из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов и смогли понять, какие гены в арахисе сохранились, а главное — какие из них отвечают за генетическую модификацию. Мы обнаружили, что некоторые гены остались с момента генетической трансформации их предковых форм, тогда как другие в процессе эволюции были утрачены, от них остались лишь следы», — рассказала профессор кафедры генетики и биотехнологии СПбГУ Татьяна Матвеева.

По ее словам, примером сохранившихся генов, которые встречаются почти у всех видов арахиса, можно назвать кукумопин‑синтазы. Этот ген, который вырабатывается в корнях растений, показал разную активность у разных видов арахиса. Вероятно, именно кукумопин‑синтазы отвечает за адаптивные функции арахиса, которые позволили ему успешно сохраниться в ходе эволюции.

Кроме того, в рамках исследования генетики Санкт‑Петербургского университета обнаружили, что еще 18 видов арахиса, являются природными генно‑модифицированными организмами.

Данное открытие может помочь в сельском хозяйстве при производстве арахисовых культур или при борьбе с заболеваниями ГМО‑культур, а также позволит планировать селекционные схемы, направленные на передачу ценных признаков от диких видов в культурный арахис.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Biology.

Фото: Vladislav Nikonov, unsplash.com