Специалисты из Университета Коннектикута разработали метод, который в 17 раз повышает эффективность редактирования генома растений, не присваивая им статус генетически модифицированных организмов (ГМО). Это открытие может кардинально изменить подходы к созданию новых сортов сельскохозяйственных культур, делая их более устойчивыми к болезням и климатическим вызовам.
На протяжении десятилетий споры вокруг ГМО создавали серьезные нормативные барьеры для аграрной отрасли. Даже современные технологии, такие как CRISPR-Cas9, позволяющие вносить точечные изменения в ДНК растения, часто приводят к появлению ГМО-статуса из-за интеграции чужеродных генов в геном. Это усложняет их регистрацию и вызывает настороженность у части общества.
Команда исследователей под руководством профессора И Ли нашла элегантное решение этой проблемы. Их подход использует почвенную бактерию Agrobacterium tumefaciens в качестве временного «курьера». Бактерия доставляет в клетки растения инструменты для редактирования генома, которые вносят необходимые правки в собственную ДНК растения. Впоследствии, в процессе деления клеток, все чужеродные генетические элементы естественным образом исчезают. В результате получается растение с улучшенными свойствами, но без следов иностранной ДНК в своем геноме.
Главной сложностью метода ранее была его низкая эффективность. Последний прорыв, описанный в журнале «Horticulture Research», решает эту задачу. Ученые применили кратковременное, на три-четыре дня, воздействие антибиотиком на этапе редактирования. Клетки, успешно принявшие бактерию с «инструментами», также временно получают устойчивость к антибиотику. Такой отбор позволяет выжить только успешно отредактированным клеткам, что и привело к семнадцатикратному росту эффективности по сравнению с предыдущей версией протокола.
Ярким примером потенциала технологии служат цитрусовые культуры. Американская цитрусовая промышленность несет огромные убытки от болезни хуанлунбин, также известной как «озеленение цитрусовых», которая уничтожила почти 70% деревьев во Флориде. Новый метод может значительно ускорить создание устойчивых к этой болезни сортов апельсинов и лимонов, предлагая отрасли спасение без регуляторных сложностей, связанных с ГМО.
Значение этого открытия выходит далеко за рамки цитрусовых. Платформа для редактирования без внесения трансгенов применима к широкому спектру культур, включая многолетние и вегетативно размножаемые растения. Она открывает путь к быстрому созданию сортов с повышенной засухоустойчивостью или жаростойкостью, отвечая как на насущные потребности сельского хозяйства, так и на общественный запрос на «не-ГМО» продукцию.
Эта инновация является важным шагом на пути к обеспечению глобальной продовольственной безопасности и устойчивого сельского хозяйства. Предоставляя более простой, быстрый и масштабируемый способ создания улучшенных культур, способных обойти строгие нормативные рамки для ГМО, ученые прокладывают дорогу для широкого внедрения передовых биотехнологий по всему миру.