Разработан процесс для «хирургических» генетических изменений в растениях

Исследователи из Института наук о растениях Университета штата Айова разработали новый высокоэффективный, практичный и безопасный процесс для внесения генетических изменений.

Суть технологии

Новая техника использует естественный процесс гомологичной рекомбинации для точного введения ДНК в заранее заданное место в геноме растения. Ключевым элементом являются цинк-пальцевые нуклеазы, которые создают целевые разрывы в ДНК.

Как это работает:

1. В живой клетке находят конкретный ген.
2. Цинк-пальцевые нуклеазы делают разрыв в ДНК этого гена.
3. В процессе «заживления» клетка может удалить или модифицировать существующую ДНК, либо добавить новую ДНК вблизи места разрыва.
4. Клетка сохраняет генетическое изменение и передает его потомству.

«Это как хирургия, только на молекулярном уровне», — пояснил один из разработчиков, Дэвид Райт.

Эффективность

Метод позволяет вносить изменения с частотой примерно 1 из 50 попыток. Это радикально эффективнее традиционных методов случайного встраивания ДНК, где аналогичные изменения происходят с частотой всего 1 на 10 миллионов.

Преимущества и перспективы

• Точность: Ученые могут точно указать, какое изменение и в каком месте генома они хотят сделать. Это должно ускорить процесс регулирования, так как устраняет элемент непредсказуемости.
• Практичность: Технология делает целенаправленное редактирование генов практичным, а не теоретическим.
• Применения: Метод открывает путь к множеству улучшений сельскохозяйственных культур. Например:
  • Удаление генов, ответственных за производство синапина в рапсе, что повысит ценность рапсового жмыха как корма.
  • Устранение генов, вызывающих аллергию на арахис.
  • Удаление генов, производящих вредные или антипитательные вещества в других культурах.

Исследование было выполнено в лаборатории Дэна Войтаса в Университете штата Айова и опубликовано в журнале Nature.