В США секвенировали и собрали геном хмеля

Учёным из университета штата Орегон и Министерства сельского хозяйства США удалось значительно расширить знания о геноме хмеля. Это может пойти на пользу не только пивоварению, но и медицине.

Результаты исследования опубликованы в журнале The Plant Genome. Лучшее понимание генома хмеля поможет хмелеводам выводить новые сорта с требуемыми вкусовыми характеристиками и устойчивостью к болезням и вредителям.

— Это открывает двери для селекции хмеля на молекулярном уровне. Мы теперь намного лучше понимаем, какие гены какие характеристики контролируют, — говорит один из авторов исследования Джон Хеннинг, генетик из минсельхоза, специализирующийся на хмеле.

Компоненты хмеля интересны и медикам. Например, содержащийся в хмеле натуральный флавоноид ксантогумол можно использовать в лечении рака и метаболического синдрома. Лучшее понимание генома хмеля поможет разобраться, как образуются те или иные компоненты, и найти в хмеле новые вещества, которые могут пойти на пользу здоровью человека.

Хмель входит в семейство коноплёвых, и, как показало исследование, в геноме хмеля есть структуры, аналогичные тем, что кодируют синтазу каннабидиоловой кислоты, прекурсора каннабидиола, медицинский потенциал которого в последнее время активно исследуется. Учёные подчёркивают: это не означает, что хмель образует каннабидиоловую кислоту, однако наводит на дальнейшие размышления о том, можно ли идентифицировать другие гены, ответственные за производство компонентов, имеющих лекарственные свойства или отвечающих за вкусоароматические характеристики, а также найти в хмеле новые вещества.

В рамках исследования секвенировали геном Cascade — второго по объёму урожая сорта, выведенного в шестидесятых годах. США — крупнейший производитель хмеля в мире. Стоимость урожая в 2020 году составила 619 млн долларов.

Попытки секвенировать геном хмеля предпринимались и раньше, но не все они были успешными, потому что геном хмеля очень большой (на уровне генома человека) и сложный. Данное исследование стало возможным, в частности, благодаря новой технологии секвенирования и сборки генома, созданной калифорнийской компанией Pacific Biosciences. Также исследование спонсировала пивоварня Sierra Nevada.

— Ранее геномы по сути разбирали: секвенировали много генов, являющихся изолированными островками генома, и учёные не понимали полностью, что на этих островка происходит. Нам удалось раскрыть полную и непрерывную последовательность генома, — говорит Джон Хеннинг.

Недавно чешские учёные сообщили, что им впервые в мире удалось применить технологию CRISPR/Cas9 для редактирования генома хмеля. Эта технология, называемая «генетическими ножницами», позволяет прицельно изменять последовательности генов и таким образом получать организмы с новыми характеристиками. Учёные планируют заняться генами, отвечающими за образование горьких кислот хмеля. Они важны не только для пивоварения, но и для фармацевтики.