Дослідники вводять у рослини цінні ознаки, не створюючи трансгенних рослин
Вчені-дослідники та компанії, що працюють у секторі сільськогосподарських біотехнологій, зможуть використовувати запатентовану біологічну інновацію Університету Пердью для надання рослинам цінних властивостей без інтеграції нової ДНК у геном рослини.
Традиційні штами Agrobacterium доставляють транспортну ДНК або Т-ДНК рослини, включаючи сільськогосподарські культури, і інтегрують її в геном рослин. Це може створити рослину, яка виражає такі риси, як підвищена стійкість до посухи або більш високий вміст поживних речовин, які цінуються виробниками та можуть бути корисними у промисловості. Однак Т-ДНК постійно інтегрується в геном рослини, створюючи рослини, позначені як трансгенні. Трансгенні рослини можуть бути суворо регламентовані чи заборонені законом.
Біологи Purdue розробили штами Agrobacterium, які доставляють Т-ДНК, тому рослини все ще можна модифікувати для вираження цінних ознак, але вони не є трансгенними. Це означає, що традиційні методи видалення Т-ДНК не потрібні. Штами були створені Стентоном Гелвіном, заслуженим професором біології Едвіна Амбаргера, та Лань-Ін Лі, науковим співробітником відділу біологічних наук Наукового коледжу Університету Пердью.
Гелвін сказав, що ці мутантні штами VirD2 Agrobacterium можуть нести Т-ДНК, яка доставляє та експресує реагенти для інженерії геному, такі як CRISPR-Cas. Хоча геном рослини може бути змінений, трансгенна рослина не утворюється.
"Т-ДНК, що доставляється штамами Agrobacterium, створеними Purdue, зникає з ядра рослини, тому що зрештою вона руйнується нуклеазами - природними ферментами, які розкладають ДНК, - або "виводиться" з ядер рослин у міру поділу клітин", - сказав Гелвін .
Традиційний метод видалення інтегрованої Т-ДНК із трансгенних рослин полягає у статевому схрещуванні трансгенної рослини з нетрансгенною рослиною. Гелвін сказав, що цей метод має недоліки.
"Схрещування може зайняти багато часу і засобів, зазвичай вимагаючи кількох поколінь рослин", - сказав Гелвін. «Це неможливо для рослин з тривалим часом генерації, таких як багато дерев, які використовуються для вирощування фруктів або виробництва пиломатеріалів, або культур, які зазвичай розмножуються вегетативно, таких як картопля, солодка картопля та банани. Ці штами агробактерій, створені Purdue, уникають цих недоліків».
Гелвін та Лі успішно використовували свої штами для попередньої інженерії геному модельних видів рослин. Їх змінені штами Agrobacterium мутували ген фітоендесатурази тютюну, що кодує фермент, що бере участь у синтезі хлорофілу, на рівні 50–80% від рівнів, мутованих нормальними штамами Agrobacterium дикого типу, але без утворення трансгенної рослини.
"Існує безліч ознак, які вчені та компанії хотіли б впровадити, але наші штами, мабуть, найкраще підходять для геномної інженерії будь-якого гена", - сказав Гелвін. "Лань-Ін і я продовжуємо проводити додаткові експерименти, намагаючись спростити використання цих штамів в академічних лабораторіях та промислових умовах".
Також читайте: