Томские биологи первыми в России испытают технологию геномного редактирования сельхозкультур
Фото: pixabay.com
При этом они будут использовать уникальный метод, разработанный новосибирскими коллегами.
Биологи Томского государственного университета первыми в России проведут исследования по повышению урожайности сельскохозяйственных культур с помощью технологии геномного редактирования, которое отличается от традиционных способов повышения резистентности растений к стрессам.
В условиях, когда традиционная селекция занимает много времени, а в классической генной инженерии внедрение генов проводится «вслепую», что может привести к дестабилизации генома и изменению клеточного метаболизма, томские ученые намерены использовать систему CRISPR/Cas9, сообщает агентство «Интерфакс-Сибирь» со ссылкой на пресс-службу вуза.
— Данное направление инженерной биологии позволяет очень точно редактировать нужный ген, а также проводить сайт-специфическое встраивание конструкции в геном и одновременно редактировать активность нескольких генов, поэтому полученные растения могут не содержать чужеродных фрагментов ДНК, — цитирует пресс-служба сотрудника лаборатории инженерной биологии растений Биологического института ТГУ Марину Ефимову.
Она отметила, что есть гены, усиливающие устойчивость к засухе, засолению, повреждающим температурам, а есть ослабляющие гены.
— В одном случае, мы можем с помощью CRISPR/Cas9 в режиме knock-out «выключить» репрессора и тем самым повысить устойчивость растения к определенному фактору или набору факторов. Либо можем усилить экспрессию активатора устойчивости. Эти манипуляции с геномом позволят нам изучать способы повышения устойчивости с помощью, например, фитогормонов, — пояснила Ефимова.
Она подчеркнула, что главная задача — сформировать у растения сверхспособности к сохранению влаги. Этот навык поможет противостоять и другим стрессам, например, хлоридному засолению, поскольку эта проблема также обусловлена нехваткой воды.
Объектом геномного редактирования станет растение под названием Резушка Таля известная как арабидопсис (Arabidopsis thaliana, семейство капустных), геном которого практически полностью секвенирован и насчитывает более 25 тысяч генов.
Для «нокаутирования» генов-мишеней ученые будут использовать не привычные методы, когда из «генных пушек» стреляют частицами вольфрама или золота с нанесенными на них ДНК с нужными генными конструкциями, а подход, разработанный новосибирскими коллегами — «floral dip».
Так, цветонос растения до раскрывания опускается в агробактериальную суспензию. ДНК из суспензии проникает в зародышевый мешок, попадает в ядро и затем интегрируется в растительный геном. Об успешной трансформации будет свидетельствовать свечение оболочек семян растения красным цветом, так как одним из свойств привнесенной генной конструкции является наличие красного флюоресцирующего белка.
Данное исследование, как считают томские ученые, поможет в перспективе решить проблему голода. Согласно прогнозам ООН, в 2050 году численность жителей планеты составит 9,7 млрд человек, что потребует значительного увеличения производства продуктов питания.
Кроме того, Россия оказалась без доступа к банкам семян других стран, поэтому нуждается в создании своих хранилищ, в котором будет широко представлено биоразнообразие растений с улучшенными пищевыми и техническими характеристиками.
