Папоротник с рекордным геномом: 160 миллиардов пар оснований
В исследовании, опубликованном в журнале iScience, учёные из Королевских ботанических садов Кью (Великобритания) и Института ботаники в Барселоне (Испания) объявили о новом рекордсмене по размеру генома среди всех живых организмов на Земле.
Новый чемпион
Им оказался новокаледонский папоротник вида Tmesipteris oblanceolata. Его геном составляет 160.45 гигабазных пар (Gbp), что примерно на 7% больше, чем у предыдущего рекордсмена — цветкового растения Paris japonica (148.89 Gbp), удерживавшего первенство с 2010 года.
- Если расплести ДНК из одной клетки этого папоротника, её длина превысит 100 метров — это выше 96-метровой башни Елизаветы (Биг-Бен) в Лондоне.
- Геном T. oblanceolata более чем в 50 раз больше человеческого (у человека — около 3.1 Gbp, длина ДНК из одной клетки ~2 метра).
Растение получило три титула Книги рекордов Гиннесса: «Самый большой геном растения», «Самый большой геном» и «Самый большой геном папоротника».
Исследование и значение
Род Tmesipteris — малоизученная группа из около 15 видов, произрастающих на островах Океании. Ранее были измерены гигантские геномы двух других видов рода (73.19 и 147.29 Gbp). В 2023 году учёные собрали образцы T. oblanceolata в Новой Каледонии и измерили размер генома методом проточной цитометрии (измерение количества красителя, связавшегося с ДНК в ядре).
«Мы думали, что побить рекорд Paris japonica будет невозможно... Открытие самого большого генома — это результат почти четырнадцатилетнего пути в безграничную сложность и разнообразие растительных геномов», — говорит ведущий автор исследования доктор Хайме Пелисер.
Большой геном — не всегда преимущество
На сегодня измерены геномы более 20 000 эукариотических организмов. Шесть из самых крупных известных геномов принадлежат растениям. Однако большой геном часто является обузой:
- Растения с огромной ДНК, как правило, — медленнорастущие многолетники.
- Они менее эффективны в фотосинтезе.
- Им требуется больше питательных веществ (азота, фосфатов) для конкуренции с соседями.
- Это может влиять на их способность адаптироваться к изменению климата и повышать риск вымирания.
«Кто бы мог подумать, что это крошечное, неприметное растение, мимо которого большинство людей пройдёт, не заметив, может носить мировой рекорд по размеру генома... Это открытие поднимает множество новых вопросов о биологически возможных пределах», — отмечает доктор Илия Лич из RBG Kew.