Как редактирането на генома позволи на руски учени да създадат нови форми на картофи без цветя и устойчиви на болести, каза Всеруският изследователски институт по селскостопанска биотехнология.

Картофи 2.0

Учени от Геномния център на Всеруския изследователски институт по селскостопанска биотехнология (VNIISB) започнаха да създават нови форми на картофи, чийто геном се модифицира с помощта на CRISPR/Cas9 редактор.

„Използваме технология за редактиране на картофен геном и в момента работим с два целеви гена“, каза Василий Таранов, д-р по биология, ръководител на лабораторията във VNIISB. – Това е преди всичко генът LFY – транскрипционен фактор, който контролира преминаването на растенията към цъфтеж.

Нашата задача беше да блокираме цъфтежа на картофите. Взехме оригиналния сорт, който цъфти активно, инактивирахме този ген и се уверихме, че преходът към цъфтеж наистина не се случва.

Тук са важни два момента, отбелязват учените.

Първо, беше получена ясна фенотипна черта и след редактиране на генома може веднага да се наблюдава ясно проявлението му: дали растението цъфти или не цъфти.

Второ, картофът е земеделско растение, което се размножава в културата вегетативно, а не чрез семена, и въз основа на това по принцип не е необходимо да цъфти. Ако цъфтежът му е блокиран, тогава енергийните ресурси на растението, които преди са били използвани за това, могат да се използват за образуването на грудки и може би поради това ще бъде възможно да се постигне увеличение на добива. Това предположение обаче все още трябва да бъде проверено.

Вторият ген, върху който се работи в рамките на VNIISB Genomic Center (член на консорциума Kurchatov Genomic Center) в лабораторията на Василий Таранов заедно с лабораторията на Роман Комахин, е генът EDR1, така нареченият регулатор на отрицателна резистентност .

„Оказва се, че растенията имат гени, чието инактивиране повишава устойчивостта им към различни болести“, каза Василий Таранов. - Друго нещо е, че в повечето случаи инактивирането на такива гени води до факта, че растението се оказва джудже, дребно, закърнело.

Това се дължи на факта, че механизмите за адаптация, защита на растенията от патогени в такива случаи са постоянно в активно състояние, в резултат на което всъщност се изразходват огромно количество ресурси за защита срещу заплаха, която в момента не съществува ”

Съществуват обаче редица обещаващи гени, чието инактивиране, от една страна, не води до толкова тъжни фенотипни последици, а от друга страна, резистентността нараства значително, твърдят учените. И един от тези обещаващи гени е EDR1.

„Ние го редактираме и сега всичко е на етап анализ на резултатите“, казва Таранов.

От какво се нуждаят производителите

Според Таранов новият сорт е все още далеч. Има и законови ограничения.

„Разбира се, производителите се интересуват от получаване на подобни сортове, с по-голяма устойчивост и/или потенциално по-високи добиви. Но те не се нуждаят от редактирани или трансгенни растения в момента. Просто е забранено отглеждането им според нашето законодателство“, каза Михаил Дивашук, кандидат на биологичните науки, ръководител на геномния център на VNIISB. „Ето защо, когато производителите се обръщат към нас, те се интересуват от молекулярни маркери, геномна селекция или цифрово фенотипиране. Сортовете, които ще бъдат получени с помощта на тези методи, те ще могат да използват и да възстановят разходите, за разлика от редактирането.

На първо място, учените се опитват да постигнат устойчивост към гъбични заболявания, същата късна мана, каза Divashuk.

„В момента генът е избран, растенията от първо поколение са получени, всичко е редактирано както искахме и сега картофите растат и се тестват, но остават известни трудности и тънкости “, отбеляза той.

- Трябва да пораснат първите поколения растения, а на следващия етап ще ги тестваме за устойчивост. Докато те растат при нас, ние събираме данни от тях всеки ден чрез дигитално фенотипиране, получаваме цифрово впечатление за всяко растение. И ще наблюдаваме в динамика как расте, колко бързо набира маса.”

Според учените, ако законодателството се промени и бъде разрешено отглеждането на генетично редактирани растения, тогава ще бъде жизненоважно да има технологии с пълен цикъл за основни култури в страната. Това е важно за бързото редактиране на техните сортове за необходимите гени заедно с местните селекционери. Това ще даде възможност за създаване на силна конкуренция за международните корпорации, които навлизат на вътрешния пазар.

Обратно към новините »

В очакване на промени в законодателството

Учените чакат промени в законодателството повече от година или дори десетилетие. Ако обаче това се случи и е възможно да се кандидатства за сортови тестове, тогава голям брой грудки ще трябва да бъдат тествани в продължение на няколко години в различни региони на страната.„Все още не са създадени пълноценни сортове картофи, технологията е млада, съответно нещата все още не са достигнали до сортовете“, обясни академик Генадий Карлов, директор на VNIISB. - Освен това в законодателството има спорен въпрос: дали да се приравнят генетично редактираните растения с генетично модифицираните организми. У нас не се отглеждат ГМО, има мораториум върху това. Генетично редактираните най-вероятно все още ще бъдат разрешени. Същността на тази нова технология е, че там не се въвежда нищо извънредно, просто мутации в определени гени се въвеждат чрез методи на генно инженерство.

Подобни процеси се срещат естествено в природата, но това е много дълъг процес и в този случай учените, познавайки структурата и функциите на гена, могат да въведат тази или онази мутация и да получат това или онова растение с желаните свойства.

- Ако в Русия се появят някои иновативни сортове, те няма да могат да се продават. Те могат да бъдат патентовани, проучени, може би този патент може да бъде продаден в чужбина, но няма да е възможно да се приложи всичко това в Русия, в резултат на това ще внасяме храни от други страни.

В същото време Панчин не е сигурен дали да отдели "генно-редактирани растения" в отделна категория, за да не се прилагат строги законодателни мерки срещу ГМО към тях. Такова "ребрандиране" е в състояние да помогне на местните учени, но според Панчин не изглежда съвсем справедливо, би било по-честно да се търси премахването на забраната за ГМО.

„Струва ми се, че законопроектът във вида, в който беше приет, се оказа изключително популистки, в действителност той отразява само страховете на обществото, но страховете на обществото по темата за ГМО са ирационални, ” отбелязва Панчин.

В историята на генното инженерство Александър Панчин не намира примери за създаване на нещо опасно за човека, докато в дългата история на традиционната селекция има достатъчно такива примери. Например, конвенционално отглежданите сортове картофи, Lenape и Magnum Bonum, бяха с високо съдържание на опасни алкалоиди и трябваше да бъдат изтеглени от пазара, за да назовем само няколко.

bbabo.Net