Учёные из Университета Южной Австралии выяснили, какие биологические процессы влияют на образование масла в зёрнах овса. Эти данные помогут переработчикам, а также могут повысить спрос на австралийский овёс, передает Science Daily.

Несмотря на то, что Австралия занимает второе место в мире по экспорту овса, высокое содержание масла в зёрнах создаёт сложности на перерабатывающих предприятиях. Это снижает эффективность обработки и мешает созданию новых продуктов, особенно таких популярных, как овсяная мука и растительные белки.

Совместно с учёными из Исследовательского института Южной Австралии (SARDI) и Университета Аделаиды, специалисты изучили две современные разновидности овса. Сначала они использовали методы визуализации, чтобы отследить, как накапливается масло в процессе роста зёрен. Затем применили современные технологии анализа, чтобы выявить, какие именно белки и жиры участвуют в этом процессе.

Результаты показали, какие именно ферменты отвечают за выработку масла в овсе. Теперь эта информация поможет выводить сорта с более низким содержанием масла — это увеличит выход продукции при переработке и откроет новые возможности для использования овса в разных отраслях.

По словам аспиранта Университета Южной Австралии Даррена Лау, нынешние методы удаления масла сложны и затратны. Использование специального оборудования с углекислым газом требует больших вложений, поэтому проще и дешевле будет с самого начала выращивать овёс с меньшим количеством масла.

Исследователи уже выделили ключевые ферменты, которые можно будет «отключить» или изменить с помощью генной селекции. Это не только упростит переработку, но и создаст почву для выпуска новых продуктов — например, улучшенной овсяной муки или новых белковых добавок на растительной основе.

На сегодня в мире производится более 26 миллионов тонн овса в год, и он входит в десятку самых массово выращиваемых злаков. Снижение содержания масла в зёрнах позволит использовать овёс наравне с пшеницей, кукурузой или рисом — и расширит долю австралийской продукции на мировом рынке.

Результаты исследования уже используются в проекте по улучшению качества овса, который финансируется Австралийской корпорацией по исследованию зерновых культур (GRDC). Учёные продолжают изучать более широкий круг сортов, чтобы окончательно определить генные маркеры и поведение масла при созревании зерна.

Также ведётся работа над одним из ключевых ферментов, выявленных в исследовании: учёные хотят понять, как его удаление скажется на составе овса и росте растения в целом.

Как отмечает руководитель проекта SARDI доктор Жанин Крозер, новые данные помогут ускорить селекцию сортов с пониженным содержанием масла.

«Это исследование показывает, почему у одних сортов масла больше, а у других меньше, — говорит она. — Если мы сможем управлять этим процессом, то сможем повысить эффективность переработки овса и создать новые продукты, востребованные на рынке растительного питания».

Исследование международной группы учёных из Японии, Китая, Канады и США показало, что древние фрагменты вирусной ДНК, ранее считавшиеся «мусорными», на самом деле способны управлять активностью наших генов. Речь идёт об элементах под названием MER11 — это разновидность так называемых транспозонов, или «прыгающих» участков ДНК, которые в далёком прошлом проникли в наш геном благодаря вирусам, передаёт Science Daily.

Сейчас такие элементы занимают почти половину всей человеческой ДНК. Долгое время их считали бесполезными, но современные исследования показывают, что они могут работать как своеобразные выключатели, включая или выключая соседние гены, особенно в ключевые моменты развития организма.

Проблема в том, что транспозоны очень похожи друг на друга, поэтому их трудно изучать. Семейство MER11 — одни из «молодых» элементов, и из-за этого они до сих пор плохо классифицированы. Чтобы разобраться в их роли, учёные придумали новый способ сортировки этих участков — не по стандартной схеме, а с учётом их эволюционного возраста и того, насколько они сохранились в геномах разных приматов.

Так удалось выделить четыре подгруппы MER11 — от самых старых до самых молодых. Затем исследователи проверили, как эти участки связаны с активностью генов. Они сопоставили полученную классификацию с так называемыми эпигенетическими метками — это химические изменения, которые влияют на то, работают гены или «молчат». Оказалось, что новый подход лучше показывает, какие участки действительно участвуют в управлении генами.

Чтобы убедиться в этом, учёные применили передовой метод массового тестирования, с помощью которого они проверили почти 7000 участков MER11 в клетках человека и других приматов. Самая молодая подгруппа — MER11_G4 — показала наибольшую активность: она значительно усиливала работу генов и содержала уникальные короткие последовательности, к которым «пристыковываются» специальные белки — транскрипционные факторы. Эти белки играют ключевую роль в том, когда и как гены «включаются».

Анализ также показал, что у людей, шимпанзе и макак эти участки развивались немного по-разному. В геноме человека и шимпанзе появились мутации, которые, вероятно, усилили их влияние именно в стволовых клетках. Это может говорить о том, что подобные изменения сыграли роль в развитии отличий между видами.

По словам одного из ведущих авторов исследования, доктора Сюнь Чэня, результаты демонстрируют, как элементы древнего вирусного происхождения могли превратиться в важные регуляторы генов и даже повлиять на эволюцию человека.

«Геном человека расшифрован давно, но по сей день мы не до конца понимаем, как работает большая его часть», — добавляет доктор Иноуэ. Он подчёркивает, что транспозоны могут быть ключевыми игроками в развитии организма и эволюции, и в будущем их роль, вероятно, станет ещё яснее.