Новый молекулярный метод ускорит создание сельскохозяйственных культур

Исследователи из Университета Иллинойса и других научных центров нашли способ значительно сократить время, необходимое для проверки успешности генетической модификации растений. Традиционный метод занимает недели или месяцы, а новый подход позволяет получить результат за несколько дней.

Проблема традиционных методов

При создании трансгенных растений с улучшенными свойствами (например, высокой урожайностью или устойчивостью) ни одна технология не работает со 100% эффективностью. Учёным необходимо точно определить, в каких растениях перенос генов прошёл успешно. Стандартный метод для этого — Саузерн-блоттинг. Он точен, но очень медленный: требует больших количеств ДНК, использования флуоресцентных или радиоактивных меток и недели лабораторной работы для анализа всего нескольких образцов.

Сравнение методов

Группа под руководством постдоков Касии Гловацкой и Йоханнеса Кромдейка сравнила Саузерн-блоттинг с несколькими методами, основанными на полимеразной цепной реакции (ПЦР). Эти методы быстрее, но имеют недостаток: если амплификация ДНК в разных образцах идёт не с одинаковой скоростью, результаты получаются неточными.

Решение: цифровая капельная ПЦР (ddPCR)

Ключевым преимуществом метода digital drop PCR (ddPCR) является разделение процессов амплификации и количественного анализа. Вместо одновременной амплификации всей ДНК в образце, этот метод сначала разделяет каждую отдельную молекулу ДНК в крошечную индивидуальную реакционную каплю. Затем ПЦР амплифицирует каждую молекулу, и подсчитывается общее количество положительных реакций. Это позволяет добиться высокой точности даже при неидеальных условиях реакции.

Результаты и перспективы

Исследование, опубликованное в Plant, Cell and Environment, показало, что ddPCR является надёжным, быстрым и высокопроизводительным методом. Результаты можно получить менее чем за два дня, одновременно обрабатывая множество образцов.

"Для растений с длинным жизненным циклом, таких как наши пищевые культуры, это значительно ускорит время между генетической трансформацией или редактированием ДНК и созданием чистых селекционных линий", — сказал Стивен Лонг, главный исследователь проекта.

Хотя в настоящее время ddPCR дороже других методов, ожидается, что его стоимость быстро снизится, как это произошло с другими геномными технологиями. Исследователи надеются, что их работа поможет сделать ddPCR новым стандартом для разработки трансгенных сельскохозяйственных культур.