Исследовательская группа из Университета Миннесоты недавно разработала новые методы, которые позволят значительно быстрее производить генетически модифицированные растения. Ученые надеются упростить и ускорить разработку и тестирование новых сортов сельскохозяйственных культур с помощью двух новых подходов, описанных в статье, опубликованной в Nature Biotechnology.

Несмотря на значительный прогресс в редактировании генома растений с использованием инструментов, таких как CRISPR и TALEN, исследователи застопорились, используя такой устаревший подход, как культура тканей. Он используется в течение десятилетий и является дорогостоящим, трудоемким, а также требует сверх точной работы в стерильной среде. Научные сотрудники применяют культуру тканей, чтобы доставлять гены и реактивы для редактирования генов или химические вещества, которые стимулируют реакцию растений.

«Несколько лет назад Национальная академия наук созвала совещание ученых-биологов, призвав сообщество помочь реализовать потенциал редактирования генов растений. У нас есть передовая технология редактирования генома, но нам необходим был новый способ эффективной доставки реагентов для редактирования генов растений», — отметил профессор генетики, клеточной биологии и развития в Колледже биологических наук и старший автор исследования Дэн Войтас.

По словам ученых, новые методы:

— значительно сократят время, необходимое для редактирования генов растений, с девяти месяцев до нескольких недель;

— будут работать с большим количеством видов растений, чем это было возможно с использованием культуры тканей, которая ограничена конкретными разновидностями и сортами;

— позволят исследователям производить генетически отредактированные растения без использования стерильной лаборатории, что облегчит работу небольших лабораторий и компаний.

Чтобы устранить трудоемкую работу по редактированию генов посредством метода культуры тканей, соавторы научной работы Раян Насти и Майкл Махер разработали новые методы, которые используют важные регуляторы роста растений, отвечающие за их развитие.

Используя регуляторы роста и реагенты для редактирования генов, исследователи садят семена и выращивают растения, которые уже содержат отредактированные гены. После чего у побегов с отредактированными геномами вновь собираются семена, и эксперименты продолжаются по новому кругу. Культура клеток уже не нужна.

Подходы отличаются методами применения регуляторов роста и масштабами. Метод, разработанный господином Насти, позволяет проводить небольшие экспресс-тесты с результатами спустя несколько недель, а не месяцев или лет, и с применением различных комбинаций регуляторов роста.

«Такой подход позволяет проводить быстрое тестирование, чтобы исследователи могли оптимизировать комбинации регуляторов роста и повысить их эффективность», — заявил Раян Насти.

Майкл Махер использовал те же основные принципы для создания более доступного процесса, исключив необходимость в стерильной лабораторной среде.

«С этим методом вам не нужна стерильная техника. Вы можете проводить опыты в своем гараже. Данная методика открывает возможности того, что более мелкие исследовательские группы с меньшими ресурсами могут проводить генетическое редактирование растений и проверять качество своей работы», — сообщил господин Махер.

Во время проведения научной работы в качестве модельного растений исследователи использовали разновидности табака, но уже продемонстрировали работу метода на растениях винограда, помидора и картофеля. Как отметили ученые, новый метод буде применим для множества разновидностей с/х культур.