Редактирование генома малины: путь к идеальной ягоде и устойчивому сельскому хозяйству

Исследователи из Университета Крэнфилда разработали новый метод редактирования ДНК малины, который может привести к созданию сортов с увеличенным сроком хранения, снижая пищевые отходы. Работа опубликована в журнале Frontiers in Genome Editing под названием "DNA-free CRISPR genome editing in raspberry (Rubus idaeus) protoplast through RNP-mediated transfection".

Новый метод редактирования

Учёные впервые в рецензируемой публикации применили систему CRISPR-Cas9 для редактирования генома красной малины (Rubus idaeus). Метод включает:

  1. Выделение протопластов (отдельных клеток) из листовой ткани микроклонов малины.
  2. Внесение в протопласты редактирующего комплекса CRISPR в форме рибонуклеопротеина (RNP) — комбинации белка Cas9 и направляющей РНК.

Этот подход является бесДНК-ковым (DNA-free), то есть в геном малины не встраивается чужеродная ДНК. Вносимые изменения на генетическом уровне неотличимы от естественных мутаций или изменений, получаемых при традиционной селекции.

Потенциальные преимущества

Технология открывает путь к быстрому и точному созданию улучшенных сортов малины:

  • Увеличение срока годности: Редактирование гена NPR1 (которое в томатах повысило устойчивость к серой гнили) может помочь создать сорта малины, менее подверженные плесени.
  • Улучшение потребительских качеств: Возможно получение более сладких, крупных или бессемянных ягод.
  • Повышение устойчивости: Сорта могут стать более урожайными и устойчивыми к тепловым волнам, вызванным изменением климата.

Скорость и регулирование

  • Ускорение селекции: Создание улучшенной версии элитного сорта с помощью редактирования генома может занять около 12 месяцев. Для сравнения, традиционная селекция с перекрёстным опылением и отбором требует десяти и более лет полевых испытаний.
  • Правовой аспект: БесДНК-ковое редактирование не приводит к созданию генетически модифицированного организма (ГМО) в классическом понимании. Это соответствует новому британскому Закону о генетических технологиях (точное разведение) 2023 года, который разрешает в Англии использование нетрансгенных изменений ДНК в сельскохозяйственных культурах.

Следующие шаги

Ключевой задачей остаётся регенерация целых растений малины из отредактированных протопластов — процесс, возможный для многих культур, но технически сложный для некоторых, включая малину. Регенерированные растения затем дадут ягоды с полезными новыми признаками.

Цитата исследователя

"Техники точного разведения необходимы для борьбы с пищевыми отходами, улучшения устойчивости и питательности продуктов, а также снижения их стоимости", — отмечает Райан Кри, аспирант, разработавший метод. — "Это многообещающее начало для одной из любимых ягод в стране".