ΑΠΟΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ DNA (γονιδιώματος) του ΣΙΤΑΡΙΟΥ.

 Γράφει ο Καθηγητής Κωνσταντίνος Τριανταφυλλίδης
 
Μεγάλη διεθνής επιστημονική κοινοπραξία κατάφερε, μετά από πολυετείς προσπάθειες, να αποκωδικοποιήσει σχεδόν όλο το γονιδίωμα του μαλακού σιταριού (The first near-complete assembly of the hexaploid bread wheat genome, Triticum aestivum, GigaScience, 23 Οκτωβρίου 2017). Το γονιδίωμα του σιταριού
είναι πενταπλάσιο του μεγέθους του γονιδιώματος του ανθρώπου. Τα αποτελέσματα της εργασίας αναμένεται να ανοίξουν τον δρόμο για καλύτερη διατροφή του παγκόσμιου πληθυσμού, χάρη στην πιθανή βελτίωση των σχετικών αγροτικών καλλιεργειών.

Το σιτάρι ή στάρι ή σίτος καλλιεργείται σε όλο τον κόσμο. Είναι το δεύτερο παγκοσμίως σε συγκομιδή δημητριακό, μετά τον αραβόσιτο. Ο καρπός του αποτελεί βασική τροφή, που χρησιμοποιείται στην παρασκευή αλευριού (ψωμιού), ζωοτροφών και ως πρώτη ύλη στην παρασκευή αλκοολούχων ποτών και καυσίμων. Στην Ελλάδα καλλιεργούνται δύο είδη. Το ΤTriticum durum ή σκληρό σιτάρι που χρησιμοποιείται στη μακαρονοποιία και το Triticum aestivum ή μαλακό σιτάρι που χρησιμοποιείται για την παρασκευή ψωμιού.
Το εξαπλοειδές μαλακό σιτάρι (2n = 6X = 42 χρωμοσώματα) προέκυψε με αλλοπολυπλοειδή εξέλιξη ως προϊόν του συνδυασμού των γονιδιωμάτων τριών διπλοειδών ειδών. Τα δύο είδη από αυτά είναι το T. monococcum (γονιδίωμα AA) και T. searci (Aegilops speltoides, BB) από τα οποία σχηματίστηκε το τετραπλοειδές T. turgitum (AA BB). To τετραπλοειδές αυτό γονιδίωμα συνδυάστηκε με το γονιδίωμα (DD) του είδους Α. tauschii και προέκυψε το εξαπλοειδές T. aestivum (ΑΑ ΒΒ DD). Το σιτάρι (T. aestivum), γι’ αυτόν τον λόγο, έχει ένα από τα πιο περίπλοκα γονιδιώματα που είναι γνωστά στην επιστήμη.
Τρεις προηγούμενες προσπάθειες είχαν κατορθώσει να αποκωδικοποιήσουν μόνο μέρος του γονιδιώματος του σιταριού. Η τεράστια (1000 επιστήμονες) διεθνής ερευνητική ομάδα, για να προσδιορίσει την ακολουθία την βάσεων του γενετικού υλικού του μαλακού σιταριού χρησιμοποίησε δύο διαφορετικές τεχνολογίες αλληλούχισης (Illumina και Pacific Biosciences = PacBio). Διαπίστωσε, ότι το γονιδίωμα του σιταριού έχει περίπου 15,3 δισεκατομμύρια βάσεις (15.344.693.583 βάσεις), έχει 6 αντίγραφα από κάθε χρωμόσωμα και περιέχει πολλές επαναλαμβανόμενες περιοχές διάσπαρτες σε όλα τα χρωμοσώματα, οι οποίες δυσκόλεψαν τους επιστήμονες να τις αποκρυπτογραφήσουν.
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα αυτής της ερευνητικής προσπάθειας ήταν ο προσδιορισμός των γονιδιωμάτων των τριών προγονικών διπλοειδών φυτικών ειδών που οδήγησαν στη δημιουργία του γονιδιώματος του εξαπλοειδούς μαλακού σιταριού. Για να πετύχει τον στόχο της η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε το δημοσιευμένο γονιδίωμα του Aegilops tauschii (δηλαδή του διπλοειδούς προγόνου του γονιδιώματος D, που αποτελείται από 4,179,762,575 βάσεις), για να ταυτοποιήσει εκτός από το γονιδίωμα D, και τα γονιδιώματα Α (του T. monococcum) και Β (του Aegilops speltoides) που απαρτίζουν το γονιδίωμα εξαπλοειδούς μαλακού σιταριού, δηλαδή του T. aestivum.

!