Genomul grâului descifrat
Grâul este alimentul de bază pentru mai mult de o treime din populația lumii și reprezintă aproape 20% din caloriile și proteinele pe care oamenii le consumă la nivel mondial.
După ani de eforturi internaționale, structura genetică complexă a grâului a fost aproape complet descifrată.
Un grup de peste 200 de cercetători din 73 de instituții din 20 de țări a publicat genomul grâului de pâine, cel mai important tip de grâu din lume, în revista Science.
Cercetătorii din International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC) speră că acest lucru va îmbunătăți aprovizionarea cu alimente la nivel mondial.
Grâul este alimentul de bază pentru mai mult de o treime din populația lumii și reprezintă aproape 20% din caloriile și proteinele pe care oamenii le consumă la nivel mondial, scriu cercetătorii. Cunoașterea genomului ar trebui să faciliteze producția de soiuri care aduc producții mai mari și mai stabile și care sunt mai bine adaptate schimbărilor climatice. Într-un studiu suplimentar, cercetătorii analizează, de asemenea, genele care sunt implicate în alergii. Acest lucru oferă speranță persoanelor cu intoleranță, de exemplu la ingredientul gluten.
Decodarea genomului grâului fusese așteptată cu nerăbdare la nivel mondial. Nici măcar nu era de așteptat pentru anul următor, spune vicepreședintele Institutului Federal de Cercetare pentru Plante Cultivate, Institutul Julius Khn, Frank Ordon. A vorbit despre o piatră de hotar. „Acum puteți identifica mai repede genele care codifică caracteristicile importante din punct de vedere agricol și, astfel, le cresc mai specific. Acest lucru va accelera progresul reproducerii. " Creșterea convențională a grâului durează aproximativ zece ani pentru a produce noul soi. Acum acest lucru se poate face mult mai repede în combinație cu alte tehnici.
„Văd acum marea provocare în a afla ce gene și care rețele genetice sunt responsabile pentru care proprietăți agricole”, spune Ordon, care este, de asemenea, președintele comitetului de cercetare al inițiativei de grâu fondată de țările G20. „Apoi, puteți căuta variante genetice care să fie mai eficiente”.
Manuel Spannagl de la Centrul Helmholtz München, care lucrează împreună cu Institutul Leibniz pentru Genetica Plantelor și Cercetarea Plantelor Culturale, estimează că primele succese în utilizarea genomului pentru reproducere pot fi de așteptat în aproximativ doi-trei ani. (IPK) Gatersleben a jucat un rol principal în studiu.
Consorțiul a cercetat decriptarea timp de 13 ani. Asociații internaționale similare s-au format deja pentru secvențierea genomului orezului, porumbului și orzului. Grâul a fost ultimul genom de plante important din punct de vedere agronomic, care a reprezentat un puzzle și a fost deosebit de greu de spart.
„Secvențierea completă a genomului grâului de pâine a fost considerată imposibilă mult timp, deoarece este extrem de mare și complexă”, a spus Nils Stein de la Institutul Leibniz pentru Genetica Plantelor și Cercetarea Plantelor Culturale (IPK) Gatersleben. În timp ce genomul uman conține în jur de 20.000 de gene, cercetătorii au descoperit 107.891 de gene în pâine sau grâu moale (Triticum aestivum).
„Estimăm că am descifrat astfel 94 la sută”, spune Spannagl. Grâul de pâine are un genom și mai complex decât grâul dur folosit pentru paste (Triticum durum). „În prezent lucrăm la paste de grâu”. Alte tipuri de grâu ar trebui acum să fie examinate mai atent. „Acum este o chestiune de a înțelege diversitatea naturală a grâului și de a o face utilizabilă”.
Deoarece nici tehnologiile moderne nu au putut descifra genomul dintr-o singură bucată, cercetătorii au avut la dispoziție doar fragmente pentru munca lor. Pentru a înțelege asamblarea corectă a acestor secvențe parțiale, echipa a dezvoltat algoritmi speciali. În cele din urmă au reușit să clarifice ce gene sunt unde, cum sunt organizate și ce sarcini îndeplinesc genele individuale.
Cercetătorii au urmărit, de asemenea, genele care declanșează intoleranța la grâu de la boala celiacă la astmul brutarului și au publicat rezultate suplimentare în paralel cu studiul principal din revista „Science Advances”.
„Acum suntem capabili să caracterizăm genele care cauzează alergie mult mai precis și mai bine”, a spus Spannagl. „Nu am găsit gene complet noi care să fie responsabile de diferite incompatibilități. Dar am putut determina poziția în care se află genele. " Aceasta înseamnă că noile tipuri de grâu care conțin mai puține proteine alergenice, cum ar fi glutenul, pot fi obținute rapid prin reproducere și teoretic și prin inginerie genetică.
Un total de cinci publicații însoțesc publicația principală. Un studiu aplică deja concluziile: arată cât de puternic sau slăbit genele individuale funcționează în diferite condiții, cum ar fi seceta. Acestea și numeroase alte studii, care folosesc deja secvența genomică a grâului, au devenit posibile deoarece o versiune de lucru a secvenței genetice complete publicate acum a fost pusă la dispoziție pentru cercetări ulterioare în ianuarie 2017.