Zemes ķirsis: CRISPR izmanto, lai izveidotu jaunu, garšīgu, ģenētiski modificētu augļu

Pirms kukurūzas kukurūzas, tas bija izdilis zāle, kas ražoja tikai vienu rindu kodolu uz katra kāta. Ilgi gadsimtu audzēšana to pārvērsa par strauji augošu augu ar lielām, saldām, kodolu blīvām ausīm. Patiesībā lielākā daļa produkcijas, ar kuru mēs pazīstamies, tagad bija simtiem paaudžu, lai kļūtu par to, ko viņi šodien ir. Bet tagad zinātnieki, kas ir bruņoti ar spēcīgu CRISPR-Cas9 gēnu rediģēšanas tehnoloģiju, tikai dažus gadus nomāc iekšzemē. Viņu pirmais eksperiments ir zemes ķirsis - agrāk savvaļas, tagad garšīgs auglis, kam ir viss, kas nepieciešams, lai kļūtu par nākamo zemeņu.

Žurnālā pirmdien publicētajā dokumentā Dabas Augi, pētnieku komanda izklāstīja, kā viņi izmantoja CRISPR, lai padarītu zemes ķiršu (Physalis pruinosa) vairāk piemērots lauksaimniecībai. Saldie, tropu aromatizētie augļi, ap ķiršu lielumu, kas atrodas aizsargājošā papīra mizā, ir pazīstami kā “reti sastopami augi” - viens ar dažām vēlamām īpašībām, bet nepietiek, lai lauksaimnieki varētu tos audzēt. Savvaļā ķirsis ir labi savvaļas - tas aug visā vietā un tam ir mazi, reti augļi, kas nogatavojas no vīnogulājiem.

Bet, izmantojot CRISPR, lai rediģētu nepievilcīgos elementus, zinātnieki domā, ka to galu galā var atrast lielveikala produkcijas sadaļā.

"Ar dažiem uzlabojumiem, varbūt tas varētu kļūt par specialitāti augļkopībā Amerikas Savienotajās Valstīs un dot lauksaimniekiem vēl vienu augļkopību, kas nav koks," Joyce Van Eck, Ph.D., Boyce Thompson institūta augu biotehnoloģijas eksperts un viens no papīra līdzautoriem stāsta Apgrieztā.

Agrāk Van Eck laboratorija ir pētījusi, kā izmantot gēnu rediģēšanu, lai izmainītu produktivitāti, augļu lielumu un citas īpašības tomātos. Saviem jaunajiem eksperimentiem komanda izvēlējās zemes ķiršus, jo kā daļu no Solanaceae ģimenes viņi ir saistīti ar tomātiem (kā arī kartupeļiem, tabaku, baklažāniem un pipariem), un tāpēc to DNS ir salīdzinoši labi kartēta un labi saprotams. Van Eck brīnījās, vai viņas komandas iepriekšējo darbu varētu izmantot, lai paātrinātu zemes ķiršu pielietošanu.

Ar kolēģiem Kornela universitātē un Cold Spring Harbour Laboratory, Van Eck un viņas komanda ir atklājuši, ka tas patiešām ir iespējams. Rediģējot gēnus, kas saistīti ar nenoteiktu augšanu un padarot auga dzinumus augošus, kad tie ražo ziedus, tie ir veiksmīgi mainījuši veidu, kā zemes ķirsis aug, lai vīnogulāji kļūtu mazāk apbrīnojami un savvaļā.

„Mēs esam pieņēmuši kaut ko tādu, kas ir ļoti savvaļas un neiedomājami, un tamlīdzīgi, padarot to kompaktāku, vieglāku izaugsmes paradumu risināt,” saka Van Eck.

Tas ir ļoti svarīga iezīme lauksaimniekiem, kuriem ir ļoti svarīgi efektīvi izmantot telpu. „Mēs arī saņemam vairāk ziedu un vairāk augļu, tāpēc mēs zināmā mērā esam uzlabojuši ražu.” Viņi arī ir ievērojami palielinājuši augļus. Nākotnē viņi vēlas mērķēt gēnus, kas saistīti ar cukura saturu, lai padarītu augļu saldāku, kas jau ir izdarīts tomātu gēnu rediģēšanā.

Van Eck neparedz, ka nākamajos piecos gados pārtikas preču veikalā iepērkam zemes gabaliņus, bet viņa optimistiski tas notiks galu galā. Tiklīdz viņi no laboratorijas iegūs modificētās zemes ķirši, viņiem būs jāsaņem tie zemnieku rokās, kuru atgriezeniskā saikne par faktisko augļu audzēšanas pieredzi izlems, kuras iezīmes ir jānosaka nākamā. Turpmāk sarakstā, saka Van Eck, ir rūpnīcas ieradums pamest nogatavojušos augļus uz zemes, kas rada gan ražas novākšanas problēmu, gan apdraudējumu pārtikas drošībai. Ņemot vērā to panākumus citu augļu īpašību veidošanā, ir grūti iedomāties, ka tā būs problēma.

Ironiski, ka lieta, kas varētu būt lielākais šķērslis ķiršu iegūšanai jūsu pārtikas preču grozā, varētu būt ģenētiskais līdzeklis, kas padara šo pētījumu iespējamu. Tā kā CRISPR ir patentēts plašais institūts, jebkurš produkts, kas izveidots, izmantojot to, nevar tikt pārdots, ja aiz tā zinātnieki nesaņem simtiem tūkstošu dolāru par tiesībām to izmantot.

„Tā kā pētnieki gūst labumu no fakta, ka mums nav jāmaksā priekšā, lai izmantotu šo tehnoloģiju, kas ir brīnišķīga, tas ir tik spēcīgs instruments, bet, kad mēs sākam runāt par komercializāciju, licencēšanas izmaksas gandrīz izslēdza mani krēsls, ”saka Van Eck.

Viņa un viņas kolēģi netiek atturēti, jo viņi varētu veidot savu uzņēmumu vai partneri ar esošu uzņēmumu, lai palīdzētu ieviest citus modificētus kultūraugus un jaunizveidoto zemes ķiršu tirgū, iespējams, arī ar pievilcīgāku nosaukumu.