Ученые провели секвенирование генома папоротников. Статья об этом опубликована в Nature Plants.
Объем генома папоротника очень велик, что затрудняет его изучение и секвенирование («расшифровку»). После многих лет работы международной команде ученых под руководством Дэниела Маршана из Стэнфордского университета (внесен Минюстом в перечень нежелательных в России организаций) удалось провести секвенирование трех видов папоротников из группы Ceratopteris richardii, самой многочисленной среди папоротников.
Всего геном папоротника содержит 7,46 миллиардов оснований в 39 хромосомах, что более чем в два раза превосходит геном человека. Ранее считалось, что геном такой большой из-за повторяющихся циклов дупликации всего генома, при которых потомство организма случайно наследует дополнительные копии всего генома организма. Это характерно для растений и может дать некоторые преимущества, такие как быстрая эволюция и дивергенция. Однако большинство организмов в ходе адаптации вновь приводят геном к нормальному размеру.
Вместо идентичных участков ДНК, которые можно было бы ожидать, если бы имело место дублирование, хромосомы папоротника содержат беспорядочную мешанину из повторяющихся фрагментов и обрывков, генетический мусор, который накопился в растении. Восемьдесят пять процентов генома C. richardii состоит из этих транспозонов, последовательностей ДНК, которые могут перемещаться по геному. Папоротники не эффективны в избавлении от лишней ДНК, и просто хранят ее.
Кроме того, выяснилось, что растения не только постепенно накапливали ДНК, но и заимствовали его у других организмов. В геноме папоротника есть защита от определенного токсина, который пробивает дыры в клеточной мембране. Эта защита обычно встречается у бактерий, что позволяет предположить, что папоротник получил ее от бактерий в ходе горизонтального переноса генов.
Ученые приводят аналогию заимствования генов бактерий с игрой в лотерею, когда неясно, положительной будет мутация или отрицательной. В ходе дальнейших экспериментов авторы надеются лучше изучить механизм горизонтального переноса у растений.