CRISPR-пилок дозволяє редагувати рослини «по повітрю»
Нова методика може бути використана для модифікації навіть стійких до CRISPR сортів. Технологію перевірили на кукурудзі, проте той ж пилок підійде і для зміни багатьох інших рослин.
Клітини рослин оточені жорсткої стінкою з целюлози, що робить їх генне редагування непростим завданням. Щоб втрутитися в рослинну ДНК, ученим доводиться або руйнувати клітинну оболонку, або обстрілювати її частинками золота з «генної гармати». Однак з багатьма цінними культурами цей підхід не працює. Дослідники з великої сільськогосподарської компанії Syngenta запропонували альтернативне рішення.
Як повідомляє ІАС "Аграрії разом" з посиланням на Science Magazine, фахівці скористалися явищем, відомим як гаплоідна індукція. При гаплоідній індукції пилок запліднює яйцеклітину, але не передає їй свій генетичний матеріал. Утворені в результаті рослини гаплоідні - тобто несуть лише один набір хромосом, в даному випадку жіночий.
Цей механізм сам по собі здатний збільшити врожайність, проте його можна використовувати і для генного редагування як «троянського коня».
Учені продемонстрували це в експерименті з сортом кукурудзи, який добре піддається традиційній версії CRISPR і генетично схильний до індукції гаплоідів. В клітини цього сорту впровадили гідів РНК і фермент Cas9, націлені на гени, пов'язані з розміром зерен.
Потім пилком змінених рослин запилювали сорти, стійкі до CRISPR. У яйцеклітини проник апарат для редагування генома, який успішно трансформував властивості рослин.
За словами вчених, CRISPR-пилок цього сорту може використовуватися для редагування генома багатьох інших різновидів кукурудзи, а також пшениці. Крім того, в Syngenta розробили схожу систему для резуховидки (Arabidopsis), спорідненої капусті і броколі.
Автори розробки сподіваються, що вже в найближчому майбутньому вона допоможе швидко і недорого створювати нові сорти найрізноманітніших сільськогосподарських рослин.
Це редагування гаплоідної індукції (HI-редагування) до цього часу було зроблено тільки в лабораторіях. Але вчені кажуть, що якби це було зроблено в польових умовах, зміни не поширювалися б, тому що чоловічий геном в пилку - який несе апарат CRISPR - зникає незабаром після запліднення.
"Механізм CRISPR втрачається - це тимчасова доставка", - розповідає один із дослідніків, - "І оскільки цей метод не передбачає поміщення генів CRISPR напряму в ДНК отриманих культур, вони, швидше за все, не будуть кваліфікуватися як генетично модифіковані відповідно до чинного законодавства США, що полегшить отримання дозволу регулюючих органів на продаж культур."
Дослідник рослин Gao Caixia з Китайської академії наук в Пекіні каже, що HI-редагування буде особливо корисним для високоврожайних комерційних сортів кукурудзи, відомих як еліти.
«Кукурудза так важлива», - говорить Гао. «Всі компанії працюють над цим, і кожен рік з'являється так багато нових сортів. А вивести CRISPR на новий сорт - завдання не з легких"
Дослідники з MIT розробили свій підхід до генному редагування рослин. Методика заснована на використанні наночастинок, що проникають в хлоропласти. Вчені сподіваються, що технологія помиє створювати нові сорти, стійкі до посухи і інфекціям.
Також читайте: