Специалисты Института цитологии и генетики СО РАН создали полную «библиотеку» генов кукурузы, охватывающую сотни ее линий. В процессе работы ими был исследован комплекс длинных некодирующих РНК у более чем 500 сортов данной культуры, как сообщили в пресс-службе учреждения.
Ученые полагают, что выявленные взаимосвязи будут полезны при выведении новых сортов кукурузы, устойчивых к холоду и засухе. Ранее функции длинных некодирующих РНК (днРНК) в геномах живых существ оставались слабо понятными, поскольку считалось, что эти молекулы не участвуют в синтезе белков.
Долгое время днРНК считались «фоновым шумом» на фоне изучения РНК, которые кодируют белки. Однако к настоящему времени исследователи установили, что эти молекулы играют ключевую роль во многих биологических процессах.
«ДнРНК выступают в роли «регуляторов» внутри клеток. Они контролируют активацию и подавление активности других генов.
Мы начали их изучать, так как появляется все больше данных об их влияние на важнейшие процессы у растений: рост, развитие и, особенно актуально для сельского хозяйства, устойчивость к засухе, болезням и прочим стрессовым факторам», — объяснил младший научный сотрудник Сектора биоинформатики и информационных технологий в генетике ИЦиГ СО РАН Артем Пронозин. Современные исследования показывают, что днРНК регулируют защиту растений от холода, солевого и теплового стресса, а также недостатка кислорода, участвуют в формировании плодов, корней и листьев, и влияют на прочие процессы роста и развития растений.
Поэтому детальное исследование и анализ последовательностей днРНК предоставляет ученым дополнительные данные о функциональном значении этих молекул. Тем не менее, экспериментально функции подтверждены лишь для небольшой части днРНК, большинство же остаются неизвестными.
Для решения этой задачи исследователи ИЦиГ СО РАН применили современную концепцию пан-транскриптома — «генетической карты» всех РНК кукурузы, уделяя особое внимание не кодирующим, а длинным некодирующим РНК. «Используя разработанный нами программный инструмент, мы проанализировали разнообразие последовательностей и эволюционные тенденции днРНК кукурузы.
Мы выделили гены днРНК, уникальные для отдельных линий кукурузы, что предполагает их связь с адаптацией растений к специфическим экологическим условиям или стрессам. Эти данные помогут повысить точность селекции, выявлять как кодирующие, так и некодирующие гены, участвующие в регулировании устойчивости растений к различным видам стрессовых воздействий, а также ускорят создание новых сортов, адаптированных к климатическим особенностям различных регионов России», — отметил Артем Пронозин.
Работа была проведена в рамках консорциума «Курчатовский геномный центр», главным научным учреждением которого стал ИЦиГ СО РАН в 2025 году, при поддержке гранта Российского научного фонда, проект № 23-12-00103.