Учёные Санкт-Петербургского государственного университета и Института молекулярной биологии растений в Страсбурге (Institut de biologie moléculaire des plantes) проанализировали геномы и транскриптомы 631 вида растений. Оказалось, что среди них гораздо больше природно-трансгенных видов, чем считалось ранее.
Авторы исследования поясняют: если в геном растения попадают гены "постороннего" организма, скажем, бактерии или гриба, такое растение становится трансгенным. Этот механизм учёные сегодня активно используют в сельском хозяйстве, чтобы создавать генетически модифицированные культуры (например, рис и пшеницу), устойчивые к различным вредителям: насекомым, грибам, вирусам.
Однако изобретателем этого уникального природного инструмента человек не является. Собственно, мы подсмотрели эту идею у природных "генных инженеров", агробактерий.
Эта группа микроорганизмов мастерски овладела приёмом, который специалисты называют горизонтальным переносом генов. Речь об умении заставлять T-ДНК из Ti-плазмиды проникать в ядерный геном клетки растений.
Это "вторжение" приводит к образованию опухолей на корнях или стеблях. Растение от такой модификации страдает, а вот бактерия напротив: она питается веществами, которые вырабатываются в таких трансгенных наростах. Это явление также именуется как генетическая колонизация.
Что интересно, существуют растения, которые навсегда закрепили в собственном геноме участки ДНК, когда-то принадлежавшие агробактериям, и продолжают передавать их из поколения в поколение. Давно известно, что в число таких растений входят некоторые представители родов Nicotiana (табак), Ipomea (семейство вьюнковых, к которым относится батат – сладкий картофель) и Linaria (лекарственное растение льнянка).
В ходе новой работы учёные из Петербурга и Страсбурга выяснили, что на самом деле этот список гораздо шире. Фрагменты T-ДНК агробактерий были найдены в генетическом материале представителей родов таких двудольных растений как эвтрема (из корневища одного из видов получают васаби), арахис, молочай, хмель, гуава, орех, гвоздика, камелия, вакциниум (в частности, его подрод клюква). И это неполный список.
Кроме того, к природным ГМО относятся два вида однодольных растений – Dioscorea alata (ямс, культура, похожая на фиолетовый картофель) и Musa acuminata (банан заострённый).
"Ближайшие родственники грецкого ореха, арахис, хмель, клюква, чай, который мы пьём каждый день, – перечисляет ведущий автор работы доктор биологических наук, профессор СПбГУ Татьяна Матвеева. – Некоторые люди боятся ГМО, потому что считают получение трансгенных растений неестественным процессом. Однако бактерии пользуются точно такими же механизмами, что и люди при получении коммерческих линий ГМО. Наше исследование показало, что это явление распространено гораздо шире, а значит, человечество постоянно сталкивалось с ГМО на протяжении всей своей истории".
По словам Матвеевой, для учёных природно-трансгенные растения – хорошие модельные объекты для изучения последствий распространения ГМ-культур. Они могут помочь понять, что будет с трансгенными растениями, созданными человеком, не только через пять, десять или пятнадцать лет их возделывания, но и спустя столетия и даже тысячелетия.
Кроме того, изучая эти растения, исследователи смогут разобраться в функциях участков Т-ДНК, которые зачем-то сохранились в геномах некоторых представителей флоры. Возможно, они отвечают за какие-то важные признаки, которые необходимо учитывать при селекции.
Научная статья по итогам этой работы опубликована в журнале Plant Molecular Biology.
К слову, генетические модификации сегодня используются учёными не только для улучшения качеств сельскохозяйственных культур. К примеру, не так давно исследователи создали ГМ-табак, способный производить невероятно ценный для медицины белок. А растения с геном кролика могут очистить воздух эффективнее любого фильтра.
Также "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как растения обманывают эволюцию, "воруя" гены у своих соседей.
