Команда вчених під керівництвом дослідників із Чилі створила найповнішу на сьогодні генетичну карту Colobanthus quitensis — однієї лише з двох квіткових рослин, які природно ростуть в Антарктиді. Її здатність виживати в надзвичайному холоді, дефіциті води та під сильним ультрафіолетовим випромінюванням давно привертає увагу біологів.
Тепер дослідники отримали значно точніший інструмент для пошуку генів, відповідальних за таку витривалість. Робота має не лише фундаментальне значення: у перспективі ці механізми можуть допомогти створювати сільськогосподарські культури, здатні краще переживати посухи, спеку й різкі кліматичні коливання.
Проєкт Polarix зібрав геном у 40 хромосомних структур
У межах проєкту Polarix дослідники зібрали генетичну послідовність рослини в 40 великих хромосомних структурах. Такий рівень деталізації дозволяє бачити не лише окремі гени, а й їхнє розташування, взаємозв’язки та великі ділянки геному, які раніше залишалися фрагментованими.
Colobanthus quitensis є особливо цінною моделлю через набір екстремальних умов, до яких вона пристосувалася. В Антарктиді рослина переживає низькі температури, короткий вегетаційний сезон, нестачу доступної води та потужне ультрафіолетове випромінювання.
Вчених цікавлять гени, пов’язані з контролем водного балансу, захистом клітин від замерзання, відновленням пошкодженої ДНК і реакцією на стрес. Тепер їх можна аналізувати системно й порівнювати з геномами пшениці, кукурудзи, рису та інших важливих культур.
Мета — не трансгенні рослини, а точне генне редагування
Дослідники наголошують, що не планують просто переносити великі фрагменти ДНК антарктичної рослини в сільськогосподарські види. Більш перспективним напрямом вони вважають генне редагування — точкову зміну вже наявних генів культури, щоб активувати корисні механізми стійкості.
Такий підхід може бути особливо важливим для регіонів, де фермери вже стикаються з рекордною спекою та тривалими посухами. Якщо вдасться підвищити стійкість культур без значної втрати врожайності, це матиме пряме значення для продовольчої безпеки.
Практичні результати не з’являться миттєво. Команда оцінює шлях до комерційного застосування приблизно у 5–10 років, оскільки спочатку потрібно визначити найважливіші гени, перевірити їхню функцію та провести польові випробування. Але повна генетична карта вже створила фундамент для цього етапу роботи.
Окремий інтерес має й фундаментальна біологія: повний геном допоможе краще зрозуміти, як квіткові рослини еволюційно пристосувалися до середовища, яке для більшості видів є практично непридатним для життя.
