Самый большой геном содержит 160 миллиардов пар оснований

Ученые обнаружили организм с самым большим из известных геномов, содержащим 160 миллиардов пар оснований. Это делает его более чем в 50 раз больше человеческого генома, а организм, который он описывает, представляет собой маленький папоротник, который вы даже не заметите в лесу.

Внутри каждой живой клетки заложен полный план построения организма. По сути, ДНК представляет собой невероятно плотный носитель информации: один грамм может хранить 215 миллионов ГБ, поэтому неудивительно, что ученые изучают, как его использовать.

Теперь форма жизни с самым большим известным геномом идентифицирована – и это не то, о чем можно было подумать. Было обнаружено, что скромный вид папоротника, известный как Tmesipteris oblanceolata, имеет геном, состоящий из 160,45 миллиардов пар оснований (Gbp). Для справки, геном человека содержит 3,1 миллиарда пар оснований.

Таким образом, этот небольшой папоротник завоевал три титула в Книге рекордов Гиннеса — самый большой геном, самый большой геном растения и самый большой геном папоротника — хотя можно сказать, что первого достаточно. Он превзошел другое растение — Paris japonica, с предыдущим рекордным размером генома в 148,89 Gbp.

Ранее было обнаружено, что другие члены семейства содержат большие геномы, поэтому ученые из лондонского Королевского ботанического сада и Ботанического института Барселоны (IBB-CSIC) в Испании приступили к исследованию T. oblanceolata. Они отправились в Новую Каледонию, остров в юго-западной части Тихого океана, чтобы взять образцы растения.

Жаум Пеллисер, исследователь в области эволюционной биологии, говорит: «Tmesipteris — это уникальный и удивительный небольшой род папоротников, чьи предки появились около 350 миллионов лет назад — задолго до того, как динозавры ступили на Землю — и он отличается главным образом эпифитным образом жизни [ растет главным образом на стволах и ветвях деревьев] и ограничен распространением в Океании и на некоторых островах Тихого океана. Долгое время мы думали, что побить предыдущий рекорд размера Paris japonica будет невыполнимой задачей, но в очередной раз пределы биологии превзошли наши самые оптимистичные прогнозы.

«Основываясь на наших предыдущих исследованиях, мы ожидали существования гигантского генома у Tmesipteris. Тем не менее, открытие самого большого генома из всех — это не просто подвиг научного исследования, а результат почти четырнадцатилетнего путешествия в безграничную сложность и разнообразие геномов растений».

Команда проанализировала геном, изолировав ядра тысяч клеток и окрасив их красителем, который связывается с ДНК в ядре. Измерение количества связанного красителя позволило оценить размер генома, что стало новым мировым рекордом.

Интересно, что когда дело касается геномов, больше не всегда значит лучше, говорят исследователи. Растения с большим геномом, как правило, растут медленнее, требуют больше питательных веществ и менее эффективно осуществляют фотосинтез. Таким образом, считается, что T. oblanceolata приближается к верхнему пределу размера генома.

Исследование было опубликовано в журнале iScience.