Точная молекулярная хирургия в геноме растений
На протяжении всей истории развития человеческого сообщества люди постоянно работали над зерновыми культурами.
Растущие потребности человечества выдвигали все новые и новые требования к засухо- и холодоустойчивости, урожайности, сопротивляемости к инфекциям различного рода, устойчивости к пестицидам. Существенно обогатился доступный ученым инструментарий после появления генной инженерии. Новые технологии коренным образом изменили изучение, селекцию и эффективность выращивания культурных растений.
Ученые получили возможность выделять нужные гены из хромосомного набора одного организма и внедрять его в другой. При этом удается быстро получать требуемые изменения признаков наследственного материала (так называемый геном), но достаточно часто результат оказывался непредсказуемым.
Ботаники из немецкого Института Технологии Карлсруэ (KIT) в журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) опубликовали сообщение о новом биотехнологическом механизме. По их словам, этот механизм позволяет выделять нужные гены и внедрять их в геномы растений, которые изменяются, с повышенной точностью и надежностью. Метод, разработанный на основе этого механизма, был назван “целевое внедрение генов в растение” (сокращенно IPGT – "in planta gene targeting”). Ученым удалось использовать естественное стремление растений к восстановлению. Специально отобранные ферменты (так называемые “молекулярные ножницы”) заменяют намеченные участки генома на другие, которые могут быть “неродными” для организма. А окончательная интеграция старых и новых генов происходит за счет собственных возможностей растения. Устоять вновь созданному геному позволяет так называемое “гомологическое воссоединение”.
Профессор KIT Холгет Пухта (Holger Puchta) подчеркивает универсальность и эффективность нового метода. По его словам, более традиционные методы генной инженерии работают для одних растений и не работают для других, а IPGT должен работать всегда. Кроме того, из-за пониженного отторжения чужих генов, у IPGT на два порядка лучше степень отбраковки материала, чем у традиционных методов.
SunGene GmbH, дочерняя компания BASF Plant Science, в кооперации с исследователями института KIT, уже успела провести серию экспериментов по моделированию свойств резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). В результате были получены доказательства полезности нового метода на практике. Ученые продолжают работать над расширением области применения метода IPGT.
