Новый метод "укладки" генов ускоряет трансформацию растений
Учёные из Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США разработали метод, позволяющий вставлять несколько генов в растения за один шаг. Это открытие направлено на ускорение создания сельскохозяйственных культур с улучшенными свойствами для производства авиационного биотоплива.
Проблема традиционных методов
Сложные желаемые признаки растений, такие как быстрый рост или устойчивость к засухе, часто контролируются множеством генов. Традиционная генная инженерия требует последовательного добавления одного гена за раз, что делает процесс долгим и трудоёмким.
Суть новой технологии "gene-stacking"
Учёные использовали белковые сегменты — интеины, которые обладают естественной способностью вырезаться из более крупных белков и сшиваться обратно. С их помощью была создана система расщепляемых селектируемых маркеров, позволившая одновременно вставить четыре гена в растения. Среди них — гены, маркирующие трансформированные клетки, обеспечивающие стабильность и делающие изменения обнаруживаемыми с помощью биосенсоров.
Демонстрация и проверка
Метод был успешно продемонстрирован на табаке, модельном растении Arabidopsis thaliana и биомассовом сырье — тополе. Интеграция новых генов была подтверждена с помощью разработанных в ORNL световых биосенсоров и анализа ДНК растений.
Перспективы и цели
Исследование является частью миссии Центра инноваций в области биоэнергетики (CBI) по созданию устойчивой, непродовольственной культуры для чистого авиационного топлива. Учёные уже начали работу над версией метода для одновременной вставки 12 генов (10 функциональных и 2 маркерных) и считают возможным довести этот показатель до 20 генов.
Значение открытия
Как отметил руководитель проекта Сяохань Ян, новая технология легко внедряется в существующие конвейеры трансформации растений и позволяет получать результаты гораздо быстрее. По словам исполнительного директора CBI Джерри Таскана, способность тестировать несколько генов одновременно ускорит процесс и повысит вероятность достижения цели по полному замещению нефтяного авиатоплива к 2050 году.