понедельник

Почему клоны растений не идентичны

Проведенное несколько лет назад новое исследование растений, воспроизводимых методом клонирования, дало ответ на вопрос, почему клонированные растения не являются идентичными.

В течение определенного времени западные ученые хорошо знали, что "клоновые" организмы (регенеранты) не всегда совпадают: их наблюдаемые характеристики и черты могут варьироваться, и это изменение может быть передано следующему поколению. Такое несовпадение происходит несмотря на то, что регенеранты получены из генетически идентичных стволовых клеток.

Три года назад совместная команда ученых из Оксфордского университета (Великобритания) и научно-технологического университета имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия) провели исследование и пришли к выводу, что они обнаружили причину, почему в клонируемых растениях отсутствует генетическая идентичность. В основе их заключения лежит предположение, что геномы регенерантов растений имеют относительно высокие частоты новых мутаций последовательности ДНК, которые не присутствовали в геноме растения-донора.

Команда ученых представила свои выводы в июле 2011 года в британском научном журнале Current Biology, посвященном проблемам различных областей биологии. Ведущим автором публикации об исследовании стал профессор Николас Харберд (Nicholas Harberd) из департамента (факультета) науки о растениях в Оксфордском университете. 

Профессор Харберд сказал в публикации, что любой, кто когда-либо брал срез из материнского растения, а затем из этого крошечного кусочка выращивал новое растение, на самом деле уже имеет представление о способности таких организмов восстанавливать себя. Но иногда регенерированные растения не являются идентичными с материнскими растениями, даже если они исходят от одного родителя. Совместная работа британских и саудовских ученых показывает причину этого видимого изменения.


Резуховидка песчаная. Автор Kristian Peters 2006. 
Лицензия Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Источник Wikipedia Commons

Команда ученых использовала метод секвенирования ДНК, который на одном дыхании может декодировать полный геном организма растения, это так называемый метод "секвенирования всего генома". С помощью этого метода исследователи проанализировали "клонов" небольшого травянистого растения из семейства Капустных под названием резуховидка (Arabidopsis). Ученые обнаружили, что наблюдаемые различия в регенерантах растения, по существу, являются следствием высокой частоты мутаций в ДНК-последовательности этих регенерантов, то есть из-за мутаций, которые не содержатся в геноме родительского растения.

Как пояснил профессор Харберд, для ученых пока еще остается загадкой причина возникновения таких мутаций. Исследователи предполагают, что мутации могут возникать в ходе самого процесса регенерации или во время клеточного деления в растении-доноре корневых клеток, из которых создается растение - регенерант. На момент публикации отчета ученые запланировали проведение дальнейших исследований, чтобы выяснить, который из этих двух процессов отвечает за данные мутации. По мнению исследователей, Природа благополучно использовала так называемый процесс "клонирования" растений в течение нескольких миллионов лет и она, Природа, должна иметь хорошие эволюционные причины для введения таких мутаций.

Данное новое исследование показало, что изменения в клонах растений могут иметь различные основные причины, отличающиеся от таких же вариаций в клонах животных. Пока ученый мир считает, что воздействие факторов окружающей среды на то, как выражены гены клонируемых животных, является более важным, так как до настоящего времени у животных не было обнаружено ни одной аналогичной мутации высокой частоты. 

В заключение, профессор Харберд сказал, что результаты их исследования подчеркивают, что процессы клонирования растений и животных дают очень разные результаты. Тем не менее, они могут дать ученым понимание того, как размножаются бактериальные и раковые клетки, и какие мутации возникают в ходе этих процессов, которые, в конечном счете, оказывают влияние на здоровье человека.

Ссылки

Эта статья подготовлена на основе материала, предоставленного службой новостей Оксфордского университета. Материалы могли быть редактированы при переводе для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к указанному источнику.

Why Plant 'Clones' Aren't Identical
http://www.ox.ac.uk/media/news_stories/2011/110729.html

Caifu Jiang, Aziz Mithani, Xiangchao Gan, Eric J. Belfield, John P. Klingler, Jian-Kang Zhu, Jiannis Ragoussis, Richard Mott, Nicholas P. Harberd. Regenerant Arabidopsis Lineages Display a Distinct Genome-Wide Spectrum of Mutations Conferring Variant Phenotypes. Current Biology, 2011.
http://www.cell.com/current-biology/retrieve/pii/S0960982211007718