Ген, контролирующий крахмал, повышает содержание белка в сое

Введение недавно открытого гена в растения сои увеличило количество белка в семенах растения и может помочь в решении проблемы питания в мире.

Профессор генетики, развития и клеточной биологии Ив Вуртеле и её коллега Лин Ли ввели ген, обнаруженный только в растениях Arabidopsis, в сою. В результате содержание белка в семенах сои увеличилось на 30–60%.

Результат стал неожиданностью, поскольку функция этого гена, известного как QQS, в Arabidopsis ранее была неясна из-за его уникальной последовательности, не похожей на другие растительные гены.

Arabidopsis — небольшое цветковое растение семейства капустных, часто используемое в научных исследованиях.

«Большинство генов содержат в своей последовательности ДНК подсказки об их биологической функции, — сказала Вуртеле. — Но у этого нет никаких особенностей последовательности, которые давали бы нам намёк на то, что он делает».

Когда исследователи «отключили» этот ген в Arabidopsis, они обнаружили, что он участвует в регуляции накопления (депозиции) крахмала.

«Основываясь на изменениях в активности других генов, которые произошли, когда мы изменили QQS, мы предположили, что он не участвует напрямую в синтезе крахмала, а скорее может влиять на изменение состава [растения] в целом, — пояснила Вуртеле. — Мы решили проверить эту концепцию, перенеся ген в агрономически важный вид — сою, которая является важным источником растительного белка и масла».

«Мы обнаружили, что трансген QQS увеличивает производство белка в семенах сои. Это был лучший из возможных сценариев», — добавила она.

Помимо уникальной последовательности ДНК, этот ген необычен ещё и тем, что состоит всего из 59 аминокислот (для сравнения, средний размер гена у Arabidopsis — 346 аминокислот).

Лин Ли открыла этот ген в 2004 году и назвала его в честь своей дочери: «QQ — это прозвище моей дочери на китайском».

Исследователи надеются, что открытие не только позволит улучшить питательные качества сельхозкультур, но и поможет понять функции других генов с неочевидными последовательностями.

Вуртеле выразила надежду, что это открытие может помочь людям в регионах с белково-дефицитным рационом питания: «Что, если это фундаментальное открытие приведёт к увеличению содержания белка в картофеле, маниоке или других основных культурах для людей в развивающихся странах? Это было бы лучше, чем я могла представить».