Во время масштабной работы по картированию геномов 22 культур из семейства паслёновых, к которому относятся томаты, картофель и баклажаны, исследователи Университета Джонса Хопкинса обнаружили гены, регулирующие размер плодов. Это позволит создать сорта овощей и фруктов более крупного размера.
Учёные сравнили карты генома и проследили, как гены эволюционировали с течением времени. Более половины из них были продублированы в какой-то момент в прошлом. На протяжении десятков миллионов лет происходит постоянное добавление и потеря последовательностей ДНК. Тот же процесс может происходить с последовательностями генов, когда целые участки ДНК дублируются или исчезают. При детальном исследовании учёные заметили, что эти изменения очень распространены, но какую роль они играют для растений, было не понятно.
Чтобы это выяснить, сотрудники Института Бойса Томсона использовали технологию редактирования генов CRISPR-Cas9 для изменения одного или обоих дубликатов гена. А сотрудники Института Колд-Спринг-Харбор вырастили модифицированные растения для наглядности эксперимента.
Генетические дубликаты, или паралоги, оказались важны для определения таких характеристик, как время цветения, размер и форма плодов. Например, отключение обеих копий паралогов гена CLV3 у паслёна чёрного, произрастающего в Австралии, привело к появлению растений, которые исследователи описали как «странные, пузырчатые, дезорганизованные» формы, не пригодные для продажи в продуктовых магазинах. Но тщательное редактирование только одной копии CLV3 помогло увеличить размер плодов.
У африканского баклажана, который выращивают на Африканском континенте и в Бразилии из-за съедобных плодов и листьев, исследователи обнаружили ген SaetSCPL25-like, который контролирует количество семенных камер внутри плода. При редактировании генов SaetSCPL25-like у томатов, исследователи обнаружили, что могут выращивать плоды с большим количеством гнёзд: чем больше гнёзд, тем крупнее томат.
По словам исследователей, это открытие может открыть новую эру вкусных томатов при корректном редактировании ДНК растений. При этом были использованы результаты многолетнего труда исследователей в области генетики томатов. Чтобы быстро усовершенствовать африканские баклажаны, исследователи обнаружили совершенно новые гены в данном виде растений, которые, в свою очередь, совершенствуют томаты. Учёные назвали это «пан-генетикой». Она открывает бесконечные возможности для селекции фруктов и овощей с новыми вкусовыми качествами и более крупного размера.
