Уральские биологи расшифруют длинные цепочки РНК растений

16:17, 7 февраля 2022

Ученые планируют найти гены, повышающие устойчивость к тяжелым металлам в почве [фоторепортаж]

Ученые Уральского федерального университета исследуют геномы растений для поиска тех генов, которые отвечают за устойчивость к воздействию тяжелых металлов в почвах. В этом им поможет новый аппарат — секвенатор, который расшифровывает длинные цепочки ДНК и РНК живых существ, включая бактерии, грибы, вирусы. Установка позволит исследователям выявить гены, которые помогают выживать растениям в загрязненной почве.

«В генетической системе растения содержится порядка 26 тысяч генов. Из них в каждый момент жизни работает не более 10–15 %, все остальные молчат. Появление в среде новых стрессовых факторов приводит к реакции и включению части генов, которые до этого не были востребованы. Для изучения этих генов мы закупили оборудование — секвенатор. Он помогает определить, какие молекулы активны в конкретный момент времени, не разрывая длинные последовательности нуклеотидов РНК. Так мы с высокой точностью можем выяснить, какой ген отвечает за борьбу с определенным стрессовым фактором», — говорит заведующая кафедрой экспериментальной биологии и биотехнологий УрФУ Ирина Киселёва.

Сейчас ученые работают над поиском генов, помогающих бороться с токсическими веществами в среде. Для этого они ищут гены, регулирующие синтез лигнина — компонента клеточной стенки растений, который повышает устойчивость растений к избытку тяжелых металлов в почве.

«Растения реагируют на это воздействие в том числе на молекулярно-генетическом уровне. Наша задача — понять механизм синтеза лигнина, помогающего растениям бороться с агрессивным влиянием загрязнений среды, и научиться им управлять. Использование секвенирования позволяет более точно идентифицировать гены и транскрипционные факторы, регулирующие количество лигнина, образующегося в ответ на загрязнение почвы, и определить, какие гены активировались для сопротивления действию металлов. Данные гены могут быть использованы для создания сортов растений с повышенной устойчивостью к техногенным стрессорам», — поясняет младший научный сотрудник лаборатории «Биотехнологии поддержания и восстановления компонентов природных и трансформированных биосистем» УрФУ Анастасия Тугбаева.

Справка

Для Урала очень актуален вопрос загрязнения почв тяжелыми металлами, засоления грунтов особенно в районах металлургических и сельскохозяйственных производств. По результатам наблюдений за последние пять лет Министерство природных ресурсов и экологии РФ выявило города со значительным загрязнением почв тяжелыми металлами. В число населенных пунктов с опасной категорией загрязнения почвы вошли свердловские города Ревда, Реж и Кировград. В списке с умеренно опасным загрязнением почвы оказались Асбест, Верхняя Пышма, Первоуральск и Полевской.