Как са създадени нови линии пшеница с помощта на редактиране на генома, какви качества е придобила и как новата технология се различава от създаването на генетично модифицирани организми, разказаха във Всеруския изследователски институт по селскостопанска биотехнология. Пшеница 2.0

Учени от Геномния център на Всеруския изследователски институт по селскостопанска биотехнология (VNIISB), членове на консорциума на Курчатовския геномен център, започнаха да създават специални линии пшеница, чийто геном се модифицира с помощта на редактора CRISPR/Cas9.

„За първи път в Русия създадохме отделна зона — лаборатория за цифрово фенотипиране на редактирани растения като част от развитието на геномния център“, казва Михаил Дивашук, кандидат биологични науки, ръководител на геномния център-VNIISB . - Най-интересното, което правим, е може би създаването и изучаването на пълноценни редактирани растения. И най-вече се интересуваме от основната хранителна култура в Русия - пшеницата.

В основата на всичко това е технологията CRISPR/Cas9, използвана за насочено редактиране на генома, но руската технология е много по-широка от просто CRISPR/Cas9. В крайна сметка студентите вече могат просто да пренареждат някои части от генома в епруветка в лабораторни класове.

Учените целенасочено използват технологията за редактиране, за да произвеждат подобрени линии на пшеница. Необходимо е да се избере важен ген, да се определи каква точка промени искаме да направим в този ген, да се създаде вектор, след това да се бомбардира малък пшеничен зародиш със златни частици заедно с развитите вектори, да се култивират растителни клетки in vitro, да се регенерират, адаптират, всички проверки и накрая да получите пълноценно растение, което вече живее самостоятелно и се възпроизвежда нормално. Така че вече може да се използва за създаване на разнообразие.

Пшеницата може да бъде подобрена по няколко начина.

„Можете целенасочено да подобрите качеството и стабилността му или можете например да намалите вегетационния му период – и тогава той ще узрее по-бързо“, обяснява Михаил Дивашук.

В Русия условията за отглеждане на растения са различни навсякъде. Пшеницата от Московска област расте в условията на Нечерноземния регион, за разлика от Воронеж. Почвата и климатът на Краснодарския край имат свои собствени характеристики, докато Сибир има свои собствени. Някъде е необходимо пшеницата да узрее по-бързо, да „напомпа” зърното с хранителни вещества преди горещината или сушата, обяснява ученият.

Поради способността да се редактират гените по целенасочен начин, сега сортовете пшеница могат да бъдат „персонализирани“ към условията на околната среда много по-бързо, отколкото при класическите методи за отглеждане.

„Нашият институт, в сътрудничество с колеги от два други руски института (IBCh и ICG), получи генетично редактирана пшеница за първи път в Русия“, казва академик Генадий Карлов, директор на Всеруския изследователски институт по селскостопанска биотехнология. „И за първи път в света редактирахме няколко гена. Един такъв ген (VRN1) е свързан с начина на живот на пшеницата – все пак има пролетни и зимни форми. В резултат на работата по редактирането виждаме по-ранни дати на заглавията. Това може да се използва за сухи райони, където се изискват сортове пшеница с по-кратък вегетационен период.

Смилен тор

Друга важна област в редактирането на сортове е усвояемостта на торовете от растенията. В края на краищата значителна част от цената, която е включена в зърнената реколта, е количеството на внесения тор, обясняват експертите.

Намесата в генома ви позволява да промените качествения състав на продуктите, които могат да бъдат получени от пшеница - брашно, тестени изделия, зърнени храни. Можете да комбинирате редактирани гени по такъв начин, че да получите, например, резистентно нишесте, което се разгражда много лошо в тялото. По този начин можете да получите диетичен продукт, който има по-малко калории. С различна комбинация от гени хлябът ще се застоява по-бавно.

сива зона

Учените обаче признават, че докато сеитбата на редактирана пшеница на нивите е все още далече, това е сериозно затруднено от несъвършенството на руското законодателство и докато редактирането на генома на културите остава „в сивата зона“.

Въпреки това растенията, които са претърпели генетично редактиране с помощта на технологията CRISPR / Cas9, не се считат за „класически“ ГМО от редица научни школи. В крайна сметка „своите“ гени на тялото се редактират и след редактиране в генома не остава никаква извънземна генетична информация, това са много по-предвидими и контролирани промени.

Учените свързват надеждите си с приемането на поправки в закона за ГМО.

„Планира се генетично модифицираните и генетично редактираните растения да бъдат разделени“, казва Генадий Карлов. - За генетично модифицираните най-вероятно забраната ще остане, въпреки че все още има тенденция в света да се разрешават тези растения. Но от наша страна наистина се надяваме, че генетично редактираните все още ще бъдат разрешени."

Учените вече са получили два патента за нови технологии за редактиране. Предстоят още две заявки за патент за самите генно-редактирани линии.

„Не е рационално да се страхуваме от генетично модифицирани организми, те не са по-лоши от новите сортове за размножаване и в някои отношения дори по-добри по отношение на безопасността, ако се опитваме да вземем предвид някои неизвестни рискове“, казва Александър Панчин, Доктор на науките старши научен сътрудник в Института по проблеми на предаването на информация Харкевич на Руската академия на науките и член на Комисията за борба с псевдонауката на Руската академия на науките. - Следователно отношението към тях от гледна точка на закона трябва да бъде същото като отношението към обикновените селекционни сортове. Струва ми се, че ако се приемат такива закони, това ще даде голям тласък на родното генно инженерство. Разполагаме с много специалисти, които имат цялата необходима квалификация и умения да правят това, да създават. Единственото, което ги спира, е разбирането, че няма смисъл да се прави това в Русия, а има изтичане на мозъци, изтичане на компетентен персонал, има чувство на безнадеждност, когато учените не могат да направят това, което искат, в полза на човечеството."

Такива технологии със сигурност трябва да бъдат разработени поне в случай на форсмажорни обстоятелства. Достатъчно е да си припомним в тази връзка историята на COVID-19, казват учените. Когато се появи, Русия беше първата, която създаде ваксина. Това се случи, защото в NICEM им. Н.Ф. Семейство Gamalei изучават и разработват базирани на аденовирус технологии за ваксини от много години. А в селското стопанство никой не е имунизиран от появата на нова вредна болест, която ще пробие всякаква защита на настоящите сортове. И инструментът за редактиране ще бъде най-оптималният за решаване на този проблем заедно с животновъди и растителни патолози.

Значи работата във VNIISB е в разгара си. В момента в рамките на геномния център е създадена редактирана пшеница. Това беше направено в тясно сътрудничество с екип, ръководен от Сергей Долгов от Института по биоорганична химия на РАН и Елена Салина от ICG SB RAS.

В Русия това е първият успешен опит за получаване на редактирана пшеница.

bbabo.Net