Специалисты Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН собрали полную «библиотеку» генов кукурузы для сотен линий растения. В процессе работы они проанализировали набор длинных некодирующих РНК у более чем пятисот сортов культуры, сообщили в пресс-службе учреждения.
Ученые считают, что обнаруженные взаимосвязи окажутся полезными при селекции новых сортов кукурузы, устойчивых к холоду и засухе. Роль длинных некодирующих РНК (днРНК) в геномах организмов долгое время была малоизученной, поскольку предполагалось, что эти молекулы не участвуют в кодировании белков.
Долгое время днРНК рассматривались как фоновый «шум» на фоне изучения РНК, отвечающих за синтез белков. Однако современные исследования показали, что днРНК оказывают существенное влияние на многие биологические процессы.
«ДнРНК выступают в качестве регуляторов в клетке — они подсказывают другим генам, когда нужно активироваться и когда — выключаться.
Мы обратили внимание на их изучение, поскольку появляется все больше данных об их влиянии на ключевые процессы у растений: рост, развитие и, что важно для сельского хозяйства, устойчивость к засухе, патогенам и прочим видам стресса», — пояснил младший научный сотрудник Сектора биоинформатики и информационных технологий в генетике ИЦиГ СО РАН Артем Пронозин. По последним данным, днРНК участвуют в регулировании устойчивости растений к холодовому, солевому и тепловому стрессу, к дефициту кислорода, влияют на формирование плодов, корней и листьев и задействованы во многих других процессах роста и развития.
Поэтому анализ последовательностей днРНК дает дополнительные сведения о функциональной значимости этих молекул. Тем не менее экспериментально функции установлены лишь для небольшой доли днРНК, а для большинства они остаются невыясненными.
Для решения этой задачи исследователи ИЦиГ СО РАН применили современный подход пан-транскриптома — «генетической карты» всех РНК кукурузы, сосредоточив внимание не на привычных белок-кодирующих генах, а на длинных некодирующих РНК. «С помощью разработанного нами программного обеспечения мы проанализировали разнообразие последовательностей и эволюционные закономерности днРНК у кукурузы.
Мы выявили днРНК-гены, характерные для отдельных линий кукурузы, которые, вероятно, связаны с адаптацией растений к специфическим условиям среды или стрессовым воздействиям. Полученные данные позволят более точно проводить селекцию, выявлять кодирующие и некодирующие гены, отвечающие за регуляцию устойчивости растений к разным видам стресса, а также поспособствуют созданию большего числа новых сортов, приспособленных к климатическим особенностям различных регионов страны», — отметил Артем Пронозин.
Исследование выполнено в рамках консорциума «Курчатовский геномный центр», ведущей организацией которого ИЦиГ СО РАН стал в 2025 году, при поддержке гранта Российского научного фонда, проект № 23-12-00103.