Natural GMO

Natural GMO

The genome of an organism is not a static thing. It is continuously moving. Genes change, they acquire extra functions or lose them. At sometimes a genome inherits new genes. At other times a gene is lost. Al together a genome is totally dynamic. One of those is the acquiring of genes through lateral gene transfer, or the acquiring of a gene without sex. One of the organisms that does this, are plants. Now researchers from the UK, France and Swiss found out how often lateral gene transfer occurs.

When you study the genomes of multiple individuals of a species, then you will find genes that are present in all individuals, those are part of the core-genome. Then there are genes that are present in some individuals but not in others, the so-called accessory genes. Together, the core-genome and the accessory genes form the pangenome. One way in which accessory genes enter the genome is via lateral gene transfer. The researchers studied this in a family of grasses.

Often this are useful genes

To be able to do this the researchers sequenced the genome of five individuals of the grass family. Doing this revealed that there were at least 168 genes coming from different plant families. Focussing on those genes the researchers analysed how often they occurred in other individuals of the studied grass family. While the researchers noticed that all of the analysed genes were present in some of the studied individuals. None of the genes were present in all individuals.

Subsequently the researchers analysed the dynamics of acquiring and losing those lateral acquired genes. They noticed that an individual acquires on average every million years 2 to 15 lateral transferred genes. Of those it loses half within 3 to 6 million years.

Focussing on the genes the plants keep, the researchers noticed that this are often useful genes. Like genes for disease resistance, or stress tolerance. Also, genes from other species that were functioning better that its native genes were allowed to stay. This last group in turn caused its native equivalents to be lost. Again, research shows us that nature is not making much of a fuss about where a gene is coming from. As long as it is useful.

Literature

Raimondeau, P., Bianconi, M.E., Pereira, L., Parisod, C., Christin, P.-A. and Dunning, L.T. (2023), Lateral gene transfer generates accessory genes that accumulate at different rates within a grass lineage. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19272

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Natuurlijke GMO

Natuurlijke GMO

Het genoom van een organisme is geen staties iets. Het is volop in beweging. Genen veranderen, krijgen er extra functies bij, of verliezen deze juist. Soms erft het genoom nieuwe genen. Andere keren gaat er een gen verloren. Al met al zit het genoom vol dynamiek. Een daarvan is het opdoen van nieuwe genen doormiddel van laterale gen overdracht, of te wel het verkrijgen van een nieuw gen zonder seks te hebben gehad. Ook planten doen hieraan mee. Nu hebben Engelse, Franse, en Zwitserse onderzoekers uitgezocht hoe vaak zo’n laterale gen overdracht nu voorkomt.

Wanneer je de genomen van meerdere individuen van een soort bekijkt, dan vind je genen die in alle individuen aanwezig zijn, die van het kern-genoom. Maar ook genen die wel in sommige individuen voorkomen, maar niet in andere, de zo genaamde toegevoegde genen. Samen vormen het kern-genoom en de toegevoegde genen het pan-genoom van een soort. Deze toegevoegde genen kunnen het genoom binnen komen via laterale gen overdracht. De onderzoekers zochten uit hoe vaak dit nu voorkomt bij een familie van grassen.

Dit zijn vaak nuttige genen

Hiervoor brachten ze het genoom van vijf individuen van de gras familie in kaart. Hierbij zagen de onderzoekers dat er minstens 168 genen waren die afkomstig waren van verschillende andere plantenfamilies. Voor deze genen analyseerde de onderzoekers of ze voorkwamen in andere individuen van de onderzocht gras familie. Al hadden alle geanalyseerde individuen wel een aantal van de 168 genen. Geen van de genen was aanwezig in alle individuen.

Vervolgens keken de onderzoekers naar de dynamiek van het verkrijgen en verliezen van deze lateraal verkregen genen. Hierbij zagen de onderzoekers dat gemiddeld gezien een individu per miljoen jaar 2 tot 16 genen lateraal verkrijgt. Waarbij de helft alweer na 3 tot 6 miljoen jaar verloren is.

Kijkend naar welke genen de plant wel houdt viel op dat dit vaak nuttige genen zijn. Zoals genen voor ziekteresistentie, of stress tolerantie. Ook genen van andere soorten die een verbetering van het eigen gen zijn mochten blijven. De laatste groep zorgde er weer voor dat het oorspronkelijke gen verdwenen kon zijn. Zo laat dit onderzoek weer eens zien dat de natuur zelf het niet zo nauw neemt met waar een gen vandaan komt. Zo lang het maar nuttig is.

Literatuur

Raimondeau, P., Bianconi, M.E., Pereira, L., Parisod, C., Christin, P.-A. and Dunning, L.T. (2023), Lateral gene transfer generates accessory genes that accumulate at different rates within a grass lineage. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19272

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.

Carrot history

Carrot history

This time I would like to talk about carrots. About the ever-present orange one, but also about the white, yellow, and purple variants. A group of American and Polish researchers resequenced the genome of 630 carrot variants. Through doing this they deciphered a lot about its history and its orange colour.

Wild carrots are often white in colour. Studying the 630 carrot genomes suggest that between 15 thousand and 10.8 thousand years ago in Asia the first steps of carrot domestication took place. Around that time the first purple and yellow carrots appeared on stage. Other signs of domestication is the selection for late flowering. This allowed the carrots to stay juicy.

While the deep orange colour only reveals itself when there are only recessive versions present

2.8 to 2 thousand years ago with the arrival in Europe a second split between eastern and western carrots took place. Whit the western carrots the precursors of the orange carrot. Although these themselves were not yet orange. Only in 1500 breeders started selecting on purpose for the orange colour.

After genetic analysis the researchers observed three genes to be responsible for the orange colour. Two of those where previously known: Or1 and EX1. But the researchers discovered a third: REC1. Having more dominant versions of these three genes result in a paler carrot. While the deep orange colour only reveals itself when there are only recessive versions present.

One last fun fact, this research supports the suggestion that the orange selection probably started in the Netherlands. Even though the orange carrot is a relative newcomer, it is one of the most popular of the family.

Literature

Coe, K., Bostan, H., Rolling, W. et al. Population genomics identifies genetic signatures of carrot domestication and improvement and uncovers the origin of high-carotenoid orange carrots. Nat. Plants (2023). https://doi.org/10.1038/s41477-023-01526-6

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Wortel geschiedenis

Wortel geschiedenis

Deze keer wil ik het graag over wortels hebben. Over de veel geziene oranje, maar ook over de witte, gele en paarse varianten. Een groep van Amerikaanse en Poolse onderzoekers heeft het genoom van 630 wortel soorten op nieuw in groot detail in kaart gebracht. En hierdoor veel ontrafelt over de geschiedenis en de oranje kleur.

Wilde wortels zijn veel al wit van kleur. Bestudering van de 630 wortel genomen suggereert dat dit tussen de 15 duizend en 10,8 duizend jaar geleden in Azië de eerste domesticatie van de wortel plaats vindt. Dan verschijnt ook de eerste paarse en gele wortels op het toneel. Andere tekenen van domesticatie is de selectie op late bloei, waardoor de wortel sappig blijft.

Alleen als van alle drie de genen alleen maar de recessieve vormen aanwezig zijn kleurt de wortel diep oranje

2,8 tot 2 duizend jaar geleden met de komst naar Europa vindt de splitsing tussen westerse en oosterse wortels plaats. Waarbij de westerse wortels de voorlopers van de oranje wortel zijn. Al zij deze nog niet oranje. Pas in 1500 begonnen veredelaars bewust te selecteren op de oranje kleur.

Na genetische analyse ontdekte de onderzoekers dat drie genen verantwoordelijk te zijn voor de oranje kleur. Twee hiervan waren al eerder bekend: Or1 en EX1. Maar de onderzoekers ontdekte er nog een derde: REC1. Hoe meer dominante vormen van deze genen aanwezig zijn hoe bleker de wortel is. Alleen als van alle drie de genen alleen maar de recessieve vormen aanwezig zijn kleurt de wortel diep oranje.

Nog een leuk bijkomend feitje is dat dit onderzoek de suggestie dat de oranje selectie waarschijnlijk in Nederland begon steunt. En al is de oranje wortel relatief gezien nog een nieuwkomer, hij is wel een van de populairste uit de familie.

Literatuur

Coe, K., Bostan, H., Rolling, W. et al. Population genomics identifies genetic signatures of carrot domestication and improvement and uncovers the origin of high-carotenoid orange carrots. Nat. Plants (2023). https://doi.org/10.1038/s41477-023-01526-6

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.