Ученые из Чжэцзянского университета в Китае разработали метод повышения питательной ценности томатов с помощью технологии геномного редактирования CRISPR/Cas9. Исследование было сосредоточено на гене SlMYB32, который выполняет функцию транскрипционного репрессора, сдерживая синтез флавонолов и флаванонов. Эти соединения обладают выраженными антиоксидантными, противовоспалительными и кардиопротекторными свойствами.
Ранее основное внимание специалистов в области генетики растений уделялось активаторам метаболических путей, в то время как механизмы негативной регуляции оставались малоизученными. Экспериментальное отключение гена SlMYB32 позволило ученым снять естественные ограничения на выработку полезных веществ. В результате в плодах модифицированных растений зафиксирован значительный рост содержания флавоноидов, а концентрация рутина достигла одного миллиграмма на грамм сырого веса.
Молекулярный анализ показал, что SlMYB32 напрямую связывается с промоторами генов, отвечающих за ранние этапы фенилпропаноидного пути, и подавляет их активность. При устранении этого барьера наблюдается усиленная экспрессия ферментов, необходимых для модификации и стабилизации флавоноидов. Данные изменения не затронули базовые агрономические характеристики культуры – урожайность и внешние качества плодов остались на прежнем уровне.
Работа китайских исследователей расширяет представления о вторичном метаболизме растений и механизмах контроля накопления нутриентов. Точечное воздействие на гены-репрессоры признано перспективным направлением для биофортификации сельскохозяйственных культур. Такой подход позволяет создавать продукты функционального питания с заданными характеристиками, что соответствует актуальным задачам продовольственной безопасности.
Развитие подобных технологий дает возможность селекционерам переходить от традиционных методов к точному проектированию состава овощей и фруктов. По мнению авторов работы, использование инструментов геномного редактирования для регулирования метаболических процессов станет важным фактором в обеспечении населения продуктами, способствующими профилактике хронических заболеваний.