«Поскольку трудно удалить пластидную ДНК из ядерной ДНК, многие ядерные геномы, доступные в публичных репозиториях, содержат достаточно пластидной ДНК для сборки соответствующих геномов», — объясняет ведущий исследователь Сильвия Гарайкочеа.По мнению исследователей, в ядерных геномах растений можно найти несколько фрагментов, а в некоторых случаях почти целые копии генома хлоропласта. Это связано с тем, что генетический материал из хлоропластов непрерывно передавался в ядро ??на протяжении многих лет эволюции.
Считается, что хлоропласты произошли от прокариот, которые были поглощены эукариотами миллионы лет назад.Новый метод, разработанный Гарайкочеа и его коллегами, позволит исследователям стратегически проанализировать эти данные о последовательности всего генома и собрать геном хлоропласта для интересующего растения. Это менее затратно и требует меньше времени, чем другие методы. Определенные утомительные лабораторные процедуры, такие как предварительное выделение пластидной ДНК, обогащение пластидной ДНК и использование эталонного генома, не требуются.
«Для восстановления генома хлоропласта из данных общей последовательности ДНК преднамеренная идентификация считываний, которые представляют вставки ДНК хлоропласта в ядерный геном, позволила нам достичь сборки генома хлоропласта более высокого качества с минимальными затратами времени и средств», — объясняет Гарайкочеа.Используя новый метод, Garaycochea et al. извлекли данные о последовательности полного генома из красного риса (Oryza sativa L.) и получили полный геном хлоропласта, который теперь доступен в GenBank. Полное исследование доступно в недавнем выпуске Applications in Plant Sciences.«Мы использовали сорняк в качестве модельного растения.
Этот выбор позволил нам как получить последовательность хлоропластов, представляющую интерес для исследования, так и воспользоваться богатством доступной информации для проверки наших результатов», — говорит Гарайкочеа.Анализируя геном красного риса, Garaycochea et al. обнаружили, что перенос пластидной ДНК происходит чаще, чем считалось ранее. Эти события переноса очень ценны, потому что они могут раскрыть новую информацию об эволюционных отношениях внутри и между видами.«В зависимости от времени передачи ДНК, эти последовательности могут сохранять различную степень сходства с исходным пластидным геномом», — говорит Гарайкочеа. «Эти ядерные сегменты ДНК хлоропластного происхождения могут предоставить ценную информацию об эволюции».
Тысячи видов растений секвенировали свои геномы, но без геномов органелл ядерные геномы являются лишь частью головоломки ДНК. Помимо новых эволюционных открытий, геном хлоропластов может предложить глубокий взгляд на важные процессы растений, которые тесно связаны с сегодняшними изменениями окружающей среды, например, влияние чрезмерной жары и засухи на продуктивность фотосинтеза.