A GMO-vitákban nekem mindig az az érzésem, hogy az ellenzők valamiért rettegnek attól, hogyha egy élőlény genomja akár a legkisebb mértékben is megváltozik. Aki viszont ért a genetikához, az ezen megdöbben, hiszen az egyes élőlények genomja így is elképesztő mértékben különbözik, ahhoz képest egy új gén eltörpül. Na de mennyi az annyi? A mai cikkben a szerzők ennek jártak utána, két kukoricatörzset vizsgáltak meg, a B73 -t és a Mo17 -t, mindkettő kedvelt hibrid alapanyag, mindkettő hagyományosan nemesített kukorica, vagyis a köznyelvben "régi jól bevált kukorica". Na de mennyire különbözik az örökítőanyaguk?
A legkönnyebb megmondani, hogy hány báziscsere típusú eltérést tartalmaznak, meglepő módon többet, mint amennyit az ember-csimpánz genom összehasonlításakor kapunk, minden nyolcvanadik bázis eltér a két genomban. Viszont nyilván vannak olyan szakaszok a genomban, amelyeknek nem csak a bázissorrendje változott meg, hanem egyszerűen hiányoznak az egyik törzsből. Ezekről már kicsit nehezebb ilyen statisztikát készíteni, úgyhogy a szerzők kétmillió molekuláris szondát készítettek a B73 kukorica genomja alapján és ezzel a kátmillió szondával végigtapogatták a Mo17 kukorica genomját, majd egy ábrára rajzolták az eredményt. Ez látható az első ábrán, minden pont egy szonda, a szín és a vonal hossza pedig a két genom közti különbséget mutatja. Ha egy szonda azonos mértékben kötődött mindkét genomhoz, akkor szürke színnel ábrázolták, ha jobban kötődött a Mo17 genomhoz, akkor kapott piros színt és ha jobban kötődött a B73 genomhoz, akkor kapott kék színt. Elméletileg ha a két genom azonos lenne, végig szürke színt kellene látnunk, de meglepő módon nem ez a helyzet, akadnak olyan szakaszok, amelyek nagyon hasonlítanak egymásra, például az első kromoszómán a fekete négyzettel jelölt centromer környékén, de a genom nagy része különbözik a két kukoricában.
E térkép alapján választottak ki néhány szakaszt, amit alaposabban is megvizsgáltak. Például a hatodik kromoszómán a 42-44 megabázis közötti szakasz, amely úgy tűnik teljes egészében hiányzik a Mo17 genomból, pedig megvan a B73 genomban. Ezt igazolták is, úgyhogy ez például zsinórmértéknek használható a térkép többi részének az értelmezéséhez, így néz ki egy szakasz, amelyik csak az egyik törzsben található meg. A mérete egyébként 2,6 millió bázis, ezt megvizsgálták különböző kukoricatörzsekben is, az eredményét a második ábra mutatja. A vízszintes tengely az egyes szakaszokra tervezett primereket jelöli, a függőleges tengelyen az egyes kukoricafajták láthatóak, a kék szín azt jelenti, hogy az adott szakasz megvan a genomban, a piros azt mutatja, hogy nincs meg. Mint látható, a vizsgált huszonkét kukoricatörzsből tizenhatban megvan, hatból hiányzik. Ez a genomi szakasz egymagában harmincegy gént tartalmaz, úgy tűnik ez a harmincegy gén vagy megvan egy kukorica genomban, vagy nincs, nyilván erről semmilyen közelebbit sem tudhatunk meg amikor a kukoricát fogyasztjuk vagy termeljük.
Ezek után megpróbáltak valamilyen statisztikai alapon leírni a két genom különbségét, mert ez a jó szőrös térkép elég nehezen kezelhető. A szondákat 2000 bázispár hosszúságú genomi szakaszokba rendezték és ezekről állapították meg, hogy az előforsulásuk különbözik -e a két törzsben. A B73>Mo17 PAV jelenti azokat a szakaszokat, amelyek megvannak a B73 genomban, de hiányoznak a Mo17 -ből (nyilván a fordítottját nem tudták vizsgálni, mert ahhoz a Mo17 genom alapján készült próbákra lett volna szükség). A B73>Mo17 CNV szakaszok azok, amelyek megvannak mindkét genomban, de különböző számban, vagyis ezek olyan genomi területek, amelyekből a B73 genomban egynél több példány is található, a Mo17 genomban pedig ennél kevesebb. A másik két csoport, a B73=Mo17 SNP és a B73=Mo17 azokat a szakaszokat jelenti, amelyek azonos példányszámban találhatóak a két genomban.
Mint a harmadik ábrán látszik, végül hatvan olyan szakaszt találtak, amelyek a Mo17 genomban magasabb példányszámban találhatóak, mint a B73 genomban, ezek átlagos hossza 6512 bp. 1783 olyan szakaszt találtak, amelyek megvannak a B73 genomban, de hiányoznak a Mo17 -ból, mivel ezek átlagos hossza 10688 bp, ez azt jelenti, hogy tizenkilenc millió bázispárnyi szakasz egyszerűen hiányzik a Mo17 genomból a B73 hoz képest (nyilván a fordítottját nem tudjuk, mekkora szakasz található a Mo17 genomban, ami hiányzik a B73 -ból).
Ami megdöbbentő, hogy összesen száznyolcvan olyan gén akad, amelyik a B73 genomban megvan, de hiányzik a Mo17 -ből. Érdekes belegondolni, hogy ez két kukoricatörzs, mindkettőre csak úgy gondolunk, mint "kukorica", mégis az egyik száznyolcvan új gént tartalmaz a másikhoz képest. Ha a MON810 kukoricáról, amelyikbe két új gént juttattak be, úgy gondoljuk, hogy nagy mértékben különbözik a szülői kukoricatörzstől, akkor mit gondoljunk száznyolcvan gén különbségről?
Springer, N.M., Ying, K., Fu, Y., Ji, T., Yeh, C.-T., Jia, Y., Wu, W., Richmond, T., Kitzman, J., Rosenbaum, H., Iniguez, A.L., Barbazuk, W.B., Jeddeloh, J.A., Nettleton, D., Schnable, P.S., 2009. Maize Inbreds Exhibit High Levels of Copy Number Variation (CNV) and Presence/Absence Variation (PAV) in Genome Content. PLoS Genet 5, e1000734. doi:10.1371/journal.pgen.1000734
