Az emberénél is bonyolultabb a kukorica genomja

Több egyesült államokbeli egyetem kutatóintézetének összefogásával elkészült az emberiség egyik legrégibb és legfontosabb haszonnövényének, a kukoricának a genomszekvenciája. Ez nagyon fontos eredmény a növénytermesztés szempontjából is, mivel így a környezeti körülményeknek jobban megfelelő fajtákat lehet nemesíteni. Az eredmény fontosságát jelzi, hogy a Science öt cikket is szentel e vezető témának.

Az elmúlt években a kutatók jelentős eredményeket értek el különböző fajok genetikai állományának szekvenálásában (a DNS-t alkotó "betűk" - azaz nukleotidok - sorrendjének meghatározásában), de még az ember genomja sem annyira összetett, mint a kukoricáé.

A kukorica genomja hozzávetőleg 32 000 génből áll, amelyek 10 kromoszómán oszlanak el, az ember genetikai állományát pedig körülbelül 20 000 gén alkotja, 23 kromoszómán szétosztva. A 2005-ben kezdődött, 29,5 millió dollárba kerülő szekvenálás a St. Louis-i Washington Orvostudományi Egyetem Genom Központjának vezetésével zajlott. Az egész programban több mint 150 amerikai kutató vett részt, többek közt a tucsoni Arizonai Egyetemről, a New York-i Cold Spring Harbor Laboratóriumból és az amesi Iowa Állami Egyetemről.

A csoport az Iowa Állami Egyetemen 1972-ben kifejlesztett B73 jelű kukoricavariáció genomját szekvenálta. Ez a fajta nagy magterméséről nevezetes, és széleskörűen használják a kereskedelmi kukoricatenyésztésben és a kutatólaboratóriumokban egyaránt.

A kukorica genetikai állománya 2 milliárd nukleotidból ("betűből") áll, azaz nagyságrendileg hasonló méretű, mint az emberi genom (2,9 milliárd nukleotid). Ezzel azonban nagyjából véget is ér a két faj genetikai állománya közötti hasonlóság. Mint Richard K. Wilson, a Washington Egyetem Genom Központjának igazgatója, a kutatócsoport vezetője elmondta, a legfőbb kihívást itt is az jelentette, hogy helyes sorrendben fűzzék össze a "leolvasott betűket". E feladat a nagy genomméret és a genom összetett szerkezete miatt volt különösen nehéz. A kukorica esetében a DNS-szakaszok nagyjából 85 százaléka ismétlődő szekvencia. Tovább nehezítette a szekvenálást, hogy a genom jelentős részét a DNS-molekulán helyüket változtató úgynevezett "ugráló gének" vagy transzpozonok teszik ki.

A kukorica első használható (vázlatos) genomját 2008-ban készítették el a mostani eredményeket is publikáló kutatók. Ekkor még úgy vélték, hogy a növénynek 50 000-nél is több génje van. Miután azonban sikerült helyes sorrendben elhelyezni a sok ezer DNS-szakaszt a kromoszómákon és kitölteni a hézagokat, a kutatók 32 000 génre módosították a becslésüket.

A rizs és a cirok után a kukorica a harmadik gabonaféle, amelynek elkészült a genomszekvenciája. Jelenleg ez a legnagyobb ismert növényi genom. Mivel a kukorica világszerte fontos élelmezési és takarmánynövény, a - nyilvánosan hozzáférhető - genomszekvencia közzététele közvetlenül is befolyásolja majd az emberek jólétét. Jelentősen felgyorsíthatja például olyan új fajták és változatok nemesítését, amelyeknek nagyobb a terméshozamuk, jobban elviselik a hőséget, a szárazságot és egyéb környezeti körülményeket.

Forrás: Science/AAAS