Задачка для генетиков.

[progenes]

Проклонировали из ячменя Новый Несомненно Очень Важный Ген. Назовем его ген Wow. Что характерно, ген ни на какой другой не похож. Проклонировали его из кДНК, то есть пока у нас нуклеотидная последовательность из транслируемой РНК. По ходу дела решили поинтересоваться его геномной последовательностью, тем более в соседнем отделе есть ячменная BAC-библиотека (большие куски ячменного генома растыканы по искусственным хромосомам). Ищем в BACах. Wow не находим, но находим нечто, очень отдаленно похожее на Wow: мордочка практически один в один, а вот тело и хвост сильно отличаются, хотя определяются консервативные аминокислоты, указывающие на функциональный домен. Называем ген Wow 1.

Случайно определяется, что Wow проклонирован из сорта "Барке", а BAC-библиотека и, соответственно, ген Wow 1 из сорта "Морекс". Таким образом в сорте "Барке" есть ТОЛЬКО ген Wow , а в сорте "Морекс" ТОЛЬКО ген Wow 1. Ухты, ну и дела, - подумали мы. А как в других сортах и как они выглядят, если в них встречается оба гена Wow и Wow 1? Заказываем из ген-банка 30 различных сортов ячменя. Анализируем.

Итак, где-то в две-трети сортов обнаружен ген Wow, а в остальных Wow 1. Не нашлось ни одного сорта (из 30ти проанализированных), где бы присутствовали оба гена и ни одного, где бы они оба отсутствовали. В этом месте у нормального молекулярщика наступает когнитивный диссонанс. Забегая наперед скажу, что пришла добрая фея из Питерского ВИРа и рассказала нам в чем дело.

UPD. Возможные варианты объяснений:
1. Гетерозигота (если это действительно аллели одного гена) летальна. Объяснение маловероятно, потому как гибрид в первом поколении уже будет летальным.
2. Ген определяет пыльцевое соответствие. Сорта с геном Wow не опыляют сорта с геном Wow 1 и наоборот. Маловероятно, потому что Барке с Морексом вроде вполне гибридизуется.
3. Конверсия. Хитрое объяснение, требующее дополнительных исследований.
4. Гены Wow и Wow 1 находятся один в озимых сортах, а другой в яровых и редко встречаются в селекции. Однако оба сорта яровые.

UPD2. Правильный ответ. Как оказалось и это подтвердил генбанк, новые сорта ячменной селекции (похоже, что это сейчас рутинная практика) это все дигаплоидные сорта. Такие сорта получают обработкой колхицином пыльцевых зерен в условиях ин-витро. Мы помним, что пыльцевые зерна несут одиночный набор хромосом, а в результате дигаплоидизации набор удваивается, при этом все гены переходят в гомозиготное состояние. Итак, на поверку у нас 30 сортов со всеми гомозиготными генами. Это к вопросу об угрозе биологическому и генетическому разнообразию. Одним приемом мы теряем сразу половину всех генных вариантов. Таким образом, мы не можем ретроспективно судить о возможности комбинаций генов Wow и Wow 1 и нам требуется F1 поколение настоящих гибридов.

UPD3. Для любителей курьезов. С целью изучить функцию гена Wow, соорудили RNAi вектор, чтобы этот ген вырубить. И протрансформировали сорт ячменя "Голден промис", как наиболее легкотрансформируемый. Это было сделано до того, как обнаружилась аллель Wow 1. Получили интересный фенотип, описали и опубликовали. Когда всплыла история с разноаллельностью, пережили приятный миг холодного душа, поскольку было ровным счетом неизвестно, какой из двух вариантов присутствует в "Голден промис". К счастью оказалось, что таки Wow.

Comments

[1inuxoid.livejournal.com]

thrilling!

[afp-zp.livejournal.com]

а по-подробнее?!

[pal-gun.livejournal.com]

Ген World of warcraft О_о

[progenes.livejournal.com]

ну скажем это не настоящее его имя, хотя мы нарекли его не менее кровожадно.

[http://users.livejournal.com/_bigbrother_/]

Ну вот.
А я не понимаю даже, откуда берётся когнитивный диссонанс у нормального молекулярщика.

Ощущение, что нечто отчаянно интересное, но непонятное :).

[afp-zp.livejournal.com]

типа гомологичные (гены) аллели одного локуса ...но почему ТАКИЕ разные??!

[zametilprosto.livejournal.com]

А можно вопрос? Получается, что если рассматривать сорт как популяцию, то во всей популяции может присутствовать либо один ген (аллель), либо другой? Или вы только по одному растению рассматривали от каждого сорта?

ЗЫ. Я, конечно, работал в Институте Общей Генетики в Москве, но занимался базами данных, а лаборатория в основном занималась популяционной генетикой. Да ибыло это давно и неправда и был я молод и несмышлен :)

Но у меня тоже какой-то диссонанс в виде пары рядом лежащих полностью гомозиготных полей...

Cобака зарыта именно тут!

[progenes.livejournal.com]

"Но у меня тоже какой-то диссонанс в виде пары рядом лежащих полностью гомозиготных полей..." А 30ти полей?

А этот ген что-нибудь кодирует?

[velta-1.livejournal.com]

Вы пробовали его трансформировать в аминокислотную последовательность?

И насколько сильно отличаются последовательности белков (теоретческих) считанных с этих генов?

Я как есть все-таки в первую очередь энзимолог и протеинщик, и только по необходимости (рекомбинантные белки) генный инженер - в первую оередь интересуюсь - а шо за продукт с этого гена? Если есть указания на хотя бы отдаленную консервативность - сходство белков вследствие вырожденных кодонов может оказаться гораздо больше, чем ДНК.

А тогда это две разновидности одного и того же функционального белка. И тогда понятно, почему либо один, либо другой: если этот блок как-то замешан в формировании какого-то свойства сорта, то это свойство либо есть у сорта, либо нет. Отсутствие этого гена вообще - невозможно, если белок важен. присутствие обоих дает нежизнеспособные гибриды и из них сорта не получается.

Re: А этот ген что-нибудь кодирует?

[progenes.livejournal.com]

Трансформировали и делали рекомбинантный белок. Это отдельная, не менее замечательная история. Ну я и говорю, что С-фрагмент один в один. Это сигнальный пептид (очевидно для внутриклеточной локализации). N-фрагменты различаются довольно сильно. Но некоторые аминокислоты в консервативных позициях позволяют предположить схожесть и исключить альтернативных сплайсинг, а также это все говорит на склонность к быстрому мутагенезу.

Отсутствовать ген не может. Это факт. Если гетерозигота летальна, то возникает вопрос - почему из селекционерного лагеря до сих пор не маякуют, что некоторые гибриды дают колоски, пустые на 50%. Это должно быть известно, но пока нет таких сведений, что определенные гибриды дают такие драматические варианты.

[gleb-kudr.livejournal.com]

Вопрос такой.

Как доставали Wow?

Может такое быть, что вы не видите Wow-1 из-за конкурентного ингибирования реакции ПЦР (если вы его ПЦР-ом смотрите)?

[progenes.livejournal.com]

Wow достали из EST. Может быть, что и не видим. Но мы уже нозерном смотрели и праймеры меняли и риал-таймом прекрасно идентифицируем.

[gleb-kudr.livejournal.com]

PS.

А можете поделиться координатами генбанка ячменя? Нужно для работы. Генотипирую я его :)

[progenes.livejournal.com]

О, тогда вам должно быть особенно интересно. Мы брали тут http://www.ipk-gatersleben.de/Internet/Forschung/Genbank

Хотя я должна сказать, что самый жирный ячменный генбанк вроде в ВИРе.

[vigna.livejournal.com]

Конверсия?

[progenes.livejournal.com]

хорошая версия, но вряд ли.

[gleb-kudr.livejournal.com]

А окружение анализировали? Группы сцепления. Ничего там поблизости такого гомозиготизирующегося нет?

[progenes.livejournal.com]

Ну вот пригласили фею картировщицу и генотипировщицу из ВИРа, как раз для этих целей (а Вы, кстати, где работаете?).

[mininand.livejournal.com]

а я как раз только что читал про гены, мутирующие аномально быстро, правда, это про животных и про ген SRY, но там эстественная эволюция, а не искусственная селекция и есть ген-антогонист.

[zametilprosto.livejournal.com]

Кстати - офф - а про новых нобелевских лауреатах (сегодня же их объявили) расскажете?

[progenes.livejournal.com]

шнобелевских в смысле? их вроде еще в пятницу объявили.

[asena.livejournal.com]

Ааа, ну зачем же ответ без ката? Я как раз сделала срочный кусок работы и начала искать твой пост в ленте, чтобы подумать :)
Сейчас мне, конечно, кажется, что я бы догадалась, потому что все необходимые данные есть. Но с утра когда бегло просмотрела - не догадалась, решила что наверное летальный вариант.
Трудно держать в активной памяти все страшные хитрости традиционных селекционеров ;)

[progenes.livejournal.com]

Когда я прозрела, мне тоже казалось, что могла бы и сама догадаться. Однако как мы мало знаем о "традиционной" селекции.

[ryzzaja.livejournal.com]

super!
i chto samoe primechatelnoe nikomu daze v golovu ne prishlo zaiknutsja o gennoj modificirovannosti etih sovremennyh sortov.

OfTop: chto iz sebja predstavljaet колхицин, kak im obrabatyvajut i dotrazaetsja li eto na morfologii pylcevyh zeren?

[progenes.livejournal.com]

колхицин это яд. а вот как его используют для получения даблл-гаплоидов http://www.springerlink.com/content/x8781375636856w1/

[ezh-morskoj.livejournal.com]

Красиво! Я подумал про летальные варианты и самонесовместимость, до правильной мысли не дошел, что с моим дрожжевым образованием вдвойне обидно :)

[gleb-kudr.livejournal.com]

Да, Олег, я хоть и не дрожжевик, но тоже такого предположить не мог :)

[ezh-morskoj.livejournal.com]

Если не возражаете, дам эту задачку коллегам на подумать.

[progenes.livejournal.com]

да пожалуйста, не возражаю. ее бы студентам еще задавать!

[maus-san.livejournal.com]

Оффтопик.

Меня давно занимает один вопрос. Очень интересно ваше мнение, тем более, что вы недавно развеивали мифы про косметику.

Вопрос про мази. :) Существует множество мазей, направленных на лечение мышц и костей/суставов. Мне кажется, что мазь не способна впитаться в кожу настолько глубоко, чтобы проникнуть сквозь все её слои до мышц и костей. Следовательно, такие мази — пшик.

Максимум, что мне кажется возможным, это то, что мазь впитается в кровь и уже через нее попадет в целевые мышцы и кости. Но тогда выходит, что не обязательно мазать больное место, выгоднее растереть мазь по большой площади, по спине. Да и таблетки будут, наверно, намного эффективнее.

Благодарю за ликбез.