Папоротник Tmesipteris oblanceolata, который, как только что обнаружили ученые, имеет самый длинный известный геном среди всех организмов. Папоротники известны среди ученых тем, что имеют особенно большие геномы.
Исследователи обнаружили самый большой геном среди всех известных организмов. Новый чемпион, маленький, скромный папоротник по имени Tmesipteris oblanceolataимеет в своей ДНК колоссальные 160 миллиардов пар оснований, сообщили исследователи на прошлой неделе в журнале. iScience.
Геном папоротника намного длиннее, чем у предыдущего рекордсмена. Парижская японикацветущее растение, произрастающее в Японии и имеющее в своем генетическом коде 149 миллиардов пар оснований.
Разгаданная ДНК одного Т. oblanceolata клетка простиралась бы длиннее футбольного поля, в то время как человеческая ДНК занимала бы лишь около шести футов.
Папоротники известны своими большими геномами, говорит Кеннет Бирнбаум, биолог развития из Нью-Йоркского университета, который не участвовал в выводах. НаукаЭто Эшли Стимпсон. «Это классические накопители хромосом», — говорит он изданию.
Геном — это весь набор ДНК, расположенный внутри ядра клетки. ДНК принимает форму перекрученной лестницы, ступеньки которой состоят из пар нуклеотидных оснований, связывающих одну сторону лестницы с другой. Размер генома определяется количеством пар оснований в нем.
Как ни странно, общее количество пар оснований, похоже, не связано со сложностью организма. У человека около трёх миллиардов пар оснований. Т. oblanceolata примерно в 50 раз больше. Геном папоротника в 61 000 раз превышает размер самого маленького генома эукариот.
«Великой загадкой является смысл всех этих вариаций — как геномы растут и сжимаются, и каковы эволюционные причины и последствия этих явлений?» Джонатан Вендель, ботаник из Университета штата Айова, не принимавший участия в работе, рассказал агентству Франс-Пресс (AFP).
Пока Tmesipteris oblanceolata стоит всего в нескольких дюймах от земли, раскрученная ДНК одной клетки будет иметь высоту около 330 футов.
Ученые изучили геномы около 20 000 видов. Среди животных двоякодышащие рыбы а группа водных саламандр обладает одними из самых крупных геномов. Самый маленький известный эукариотический геном, обнаруженный у одноклеточного грибкового паразита, составляет 2,6 миллиона пар оснований. Но большинство самых длинных геномов принадлежат растениям.
Изучение организмов с большими геномами может помочь исследователям лучше понять, как размер генома связан с эволюцией и экологией. В новом исследовании ученые сосредоточились на представителях рода Тмесиптерис, включающий около 15 видов — преимущественно папоротники, произрастающие в Океании и на некоторых островах Тихого океана. До этого исследования ученые зарегистрировали размер генома только двух других видов этого рода, которые имеют 73 миллиарда и 147 миллиардов пар оснований.
Исследователи собрали Т. oblanceolata из островного государства Новая Каледония. Его высота всего несколько дюймов. «Это не бросается в глаза», — говорит Жауме Пеллисер, соавтор исследования и ботаник Ботанического института Барселоны в Испании. Газета «Нью-Йорк Таймс«Карл Циммер. «Вы, вероятно, наступите на него и даже не осознаете этого».
Геномы растений могут увеличиваться в размерах, когда они наследуют дополнительные копии хромосом или накапливают повторяющиеся последовательности ДНК, пишет Новости наукиДжейк Бюлер. Исследователи не уверены, почему геномы некоторых растений становятся такими большими. Например, каждый раз, когда клетка этого папоротника делится, ей приходится копировать около 330 футов генетического материала, что кажется неэффективным.
«Трудно представить», — говорит Бирнбаум. Наука, что эта повторяющаяся ДНК дает «какое-то избирательное преимущество (папоротнику). Это невероятное бремя — создавать ДНК для каждой клетки, а затем упаковывать ее и затем защищать».
Возможно, наличие большего количества пар оснований не особенно вредит и не увеличивает шансы папоротника на выживание, поэтому он просто продолжает их накапливать, — Джули Бломмарт, специалист по геномике из Новозеландского института исследований растений и пищевых продуктов, не принимавшая участия в исследовании. выводы, рассказывает Новости природы«Макс Козлов.
Хотя ученые даже не приблизились к измерению геномов всех видов, авторы исследования предполагают, что маловероятно, что будет найден гораздо больший геном. Т. oblanceolataпишут они, вероятно, очень близко к верхнему пределу.
Но Бриттани Сазерленд, ботаник из Университета Джорджа Мейсона, не принимавшая участия в этой работе, рассказывает: Газета «Нью-Йорк Таймс противоположный. «Я не знаю, достигли ли мы еще верхней границы».
