Исследование генома хлопка отправляется на Международную космическую станцию

Эксперимент исследователя из Университета Клемсона Криса Саски по регенерации хлопка, украшенный наклейками университета, стартует 21 декабря с космодрома NASA им. Кеннеди во Флориде на борту космического корабля SpaceX Dragon к Международной космической станции (МКС).

Цель проекта "Раскрытие генома хлопка для прецизионной генетики" — проведение экспериментов в условиях микрогравитации для облегчения прямой редактуры генома элитных сортов хлопка. Это позволит быстро добавлять такие признаки, как устойчивость к болезням или засухе, без необходимости длительного традиционного селекционного процесса, который может занимать более десяти лет.

Суть исследования

Проект направлен на изучение генома хлопка и его реакции в условиях микрогравитации и нормальной гравитации. Он был выбран победителем в конкурсе Cotton Sustainability Challenge, организованном Центром по развитию науки в космосе (CASIS) при финансировании корпорации Target.

Ключевая задача: понять генетическую архитектуру и координацию соматического эмбриогенеза — регенерации целого растения из одной клетки. Исследователи полагают, что эта генетическая программа закодирована во всех геномах сельскохозяйственных культур, но подавлена.

Ожидаемый результат: "включение" этой программы у других культур для более легкого редактирования и инженерии генома непосредственно на коммерческих сортах. Это может обеспечить ускоренный путь к производству пищи, топлива и волокна для растущего населения Земли.

Почему микрогравитация?

Растения эволюционировали при силе в 1g (земная гравитация). Изучение таких процессов развития, как эмбриогенез, в условиях микрогравитации позволяет "распутать" и понять, какие гены задействованы, сравнивая эксперименты на МКС и на Земле.

• Джереми Шмутц, соавтор проекта из Института биотехнологий ХадсонАльфа: "Мы показали, что у хлопка как вида очень мало разнообразия, что сильно ограничивает возможности улучшения его устойчивости традиционными методами селекции. Ускорение скорости трансформации хлопка открывает возможности для быстрого тестирования генов, связанных с полезными признаками".
• Дон Джонс, директор по селекции Cotton Incorporated: "Понимание и улучшение эмбриогенеза позволит значительно быстрее разрабатывать такие [улучшенные] сорта".

Технические детали и значение

• Это первый эксперимент по культивированию растительных тканей, который будет проведен на орбите в среде NASA Advanced Plant Habitat.
• Для обеспечения необходимого очень низкого уровня освещенности инженеры компании Redwire разработали специальный "солнечный козырек".
• Исследование может иметь значение не только для Земли, но и для будущих миссий по освоению дальнего космоса, позволяя хранить растения в виде отдельных клеток для снабжения астронавтов.
• Соня Кумар, научный сотрудник: "Открытие механизма и генетических факторов, стоящих за соматическим эмбриогенезом, откроет новые пути для стимуляции клеточного репрограммирования... что поможет в быстрой поставке сортов хлопка, обладающих комбинацией множества признаков".

Наклейка с талисманом университета (Tiger Paw) на бортовом оборудовании стала символическим достижением в условиях жесткого глобального конкурса за место для исследований на МКС.