Mapowanie genomu kukurydzy

Klonowanie pozycyjne jest genetyczną techniką mapowania. Pozwala na wskazanie położenia pożądanych cech w genomie. Umożliwia odszukanie konkretnych genów bądź mutacji chorobotwórczych w genomie. Metoda ta polega na skrzyżowaniu ze sobą zmutowanych osobników  z formami dzikimi. Następnie bada się genomy potomstwa uzyskanego na drodze takiego krzyżowania. Poszukuje się w nich regionów, które mogłyby być odpowiedzialne za poszczególne mutacje. Uzyskuje się w ten sposób markery genetyczne. Każdy marker jest ściśle powiązany z konkretną cechą. Pozwala to na precyzyjne zlokalizowanie obszaru na chromosomie, w którym występuje i został zidentyfikowany dany gen.

Mapowanie genomu kukurydzy 3

Rys. 1 Plantacja kukurydzy

Metoda ta przyczynia się do niezwykle skutecznego mapowania genów. Pozwoliła na identyfikację różnorodnych zaburzeń i chorób człowieka. Dzięki jej zastosowaniu wykryto geny i mutacje odpowiedzialne za takie choroby, jak pląsawica Huntington’a czy mukowiscydoza.

Klonowanie metodą pozycjonowania zostało również wykorzystane do badań nad modelowymi organizmami roślinnymi. Eksperymenty przeprowadzone na ryżu i Arabidopsis dostarczyły wielu ważnych informacji na temat genetyki roślin.

Mapowanie genomu kukurydzy 1Rys. 2 Ilustracja, przedstawiająca najczęściej występujące mutacje

Grupa naukowców z Brigham Young University oraz Rutgers University opracowała metodę mapowania znacznie większych genomów, takich jak kukurydzy. Szczegóły tej techniki zostały przedstawione na łamach czasopisma Applications in Plant Science[1]. „Kukurydza jest najważniejszym uprawnym zbożem na terenie Stanów Zjednoczonych oraz jedną z najważniejszych roślinnych upraw na świecie,” stwierdził Clinton Whipple. Jest on jednym z koordynatorów badań. Naukowcy obawiali się na początku, że genom kukurydzy jest zbyt duży. Uniemożliwiałoby to efektywne przeprowadzenie mapowania w oparciu o klonowanie pozycyjne. Wymagałoby to bardzo dużej populacji, która podlegałaby mapowaniu. Szybko okazało się, że wszystkie obawy były nieuzasadnione. Badaczom udało się bowiem zastosować tą metodę na populacji, która była zbliżona do badanych wcześniej grup ryżu oraz Arabidopsis.

Zsekwencjonowany genom kukurydzy pozwala na poszukiwanie różnorodnych regionów odpowiedzialnych za mutacje. Pozwala to także na identyfikację cech uzyskanych na drodze naturalnej zmienności genetycznej.

Technika klonowania pozycyjnego jest stosowana przez badaczy na całym świecie od dawna. Jednak procedura opisująca wykorzystanie i konkretne zastosowanie tej metody nigdy wcześniej nie została opublikowana. „Według mojej wiedzy, szczegółowy protokół opisujący każdy z etapów klonowania pozycyjnego nie został wcześniej opublikowany. Mieliśmy nadzieję, że nasza publikacja uzupełni tę lukę w literaturze naukowej,” powiedział Whipple.

Badania naukowców skupiły się na kukurydzy. Jak sami twierdzą, nie ma żadnych przeszkód by przenieść wykorzystaną przez nich metodykę na inne gatunki roślin. Najważniejszym aspektem jest genetyczna podatność rośliny oraz sekwencyjny genom. Te cechy umożliwiają zastosowanie techniki na innych organizmach. W ostatnim czasie notuje się znaczny spadek kosztów sekwencjonowania genomów. Dzięki temu istnieje możliwość badania zupełnie nowych organizmów. Pozwala to na poszukiwanie nowych rozwiązań w dziedzinie ekologii oraz ewolucji. Klonowanie pozycyjne daje możliwość odnalezienia odpowiedzi na wciąż nurtujące nas pytania.

1. Andrea Gallavotti, Clinton J. Whipple. Positional Cloning in Maize (Zea mayssubsp.mays, Poaceae). Applications in Plant Sciences, 2015; 3 (1): 1400092 DOI: 10.3732/apps.1400092

2. http://www.sciencedaily.com/releases/2015/01/150120142702.htm

Opracował: Karol Madejczyk

Korekta: Ilona Sadok

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*