Учёные расшифруют генетическую историю яблока Ньютона

Учёные впервые проведут полное секвенирование генома древнего дерева в саду усадьбы Вулсторп-Мэнор в Линкольншире, где, по преданию, Исаак Ньютон увидел падающее яблоко, что натолкнуло его на размышления о природе гравитации в конце 1666 года.

Исследование проводят учёные из Университета Линкольна и Института Эрлхэма (EI). Их цель — понять, как технологические и социальные изменения, вызванные научной революцией, связанной с работами Ньютона, повлияли на эволюцию яблок за последние 350 лет.

Профессор Мэтью Годдард, эволюционный биолог из Университета Линкольна, руководит проектом: «Секвенирование генома яблока Ньютона соединяет двух самых влиятельных мыслителей в истории науки: Исаака Ньютона и Чарльза Дарвина. Это создаёт пересечение двух фундаментальных теорий — гравитации и эволюции».

Геном организма содержит полный набор его ДНК. Теория эволюции Дарвина установила естественный отбор как главную движущую силу генетических изменений. Однако случайные ошибки при репликации ДНК также приводят к генетическим изменениям на протяжении многих поколений. Этот процесс, называемый нейтральной эволюцией, — ещё одна мощная сила, формирующая изменения на молекулярном уровне.

Полное секвенирование генома позволяет анализировать даже мельчайшие генетические вариации.

Профессор Годдард пояснил: «Геном яблока Ньютона предшествует аграрной революции. Теперь, секвенировав его, мы можем сравнить его с геномами современных яблок и увидеть, насколько изменились геномы за столетия. Затем мы можем сравнить это с изменениями у других организмов, чтобы получить относительное понимание того, как темпы прогресса человечества со времён Ньютона повлияли на темпы биологических изменений у этого конкретного вида растений».

Проект финансируется EI и Университетом Линкольна. Геном секвенирован из привоя дерева, подаренного Национальным фондом (владельцем Вулсторп-Мэнор) университету в этом году. После выращивания дерево будет посажено у здания Исаака Ньютона в университете.

Полное секвенирование геномов сельскохозяйственных культур всё ещё находится в зачаточном состоянии из-за сложности растений по сравнению с ДНК человека. Для завершения этого проекта потребовались современные секвенаторы ДНК, доступные в Институте Эрлхэма.

Доктор Дэниел Свон, руководитель отдела платформ и конвейеров данных EI, добавил: «Различия между современным культурным деревом и яблоней Ньютона рассказывают историю улучшения яблочных культур и позволяют определить те генетические изменения, которые движут эволюцией культуры с течением времени, вызванные не только естественным отбором, но и искусственным отбором в результате программ селекции и прививки. Однако яблоки по-прежнему падают на землю под действием тех же гравитационных сил, описанных 350 лет назад».