Над задачей получения растений табака с пониженным содержанием никотина
работают группы исследователей по всему миру. Принято считать, что за
синтез молекулы никотина отвечают три семейства генов. Это существенно
осложняет любые исследования, связанные с их редактированием, поскольку
модификации одного гена недостаточно для достижения эффекта, необходимо
изменить одновременно несколько похожих генов. Данная работа велась с
применением так называемого мультиплексного редактирования генома,
которое предполагает одновременную модификацию нескольких генов. Работа
над проектом заняла у ученых Института цитологии и генетики СО РАН
несколько лет.
Используя метод биобаллистики (когда с помощью генной пушки молекулы
ДНК, нанесенные на микрочастицы золота, доставляются в ядра клеток),
исследователи ИЦиГ СО РАН получили генетически стабильные линии растений
табака, в каждой из которых было выключено несколько родственных генов
одного из ключевых генных семейств, контролирующих вторичный метаболизм
растения.
«Одновременно с нашей работой похожие задачи ставили перед собой и
другие группы в мире. Однако оказалось, что выключение конкретных генов
табака, связанных с выработкой никотина, приводит к негативным эффектам
на рост растения, и часто к стерильности. Гены синтеза табака связаны с
ключевыми процессами жизнедеятельности растения. Мы же добились того,
чтобы модифицированные растения превратились в нетрансгенные линии с
наследуемым сниженным содержанием никотина», — рассказала старший
научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Софья Герасимова.
Отключение отдельных генов привело к разным результатам, в результате на
два наиболее перспективных способа уменьшения содержания никотина в
табаке были получены патенты. Первый способ состоял в выключении генов
семейства PMT, у таких растений содержание никотина уменьшалось не
менее, чем вдвое, а сами растения были даже немного крупнее исходных, на
которых ставились эксперименты по отключению гена. Второй способ
предполагал отключение генов семейства QPT, это уменьшало содержание
никотина в пять и более раз, но при этом сами растения оказались в разы
меньше, чем контрольные экземпляры и обладали высокой степенью
стерильности. «Это очень интересный результат с точки зрения науки,
ранее никем не описанный. Сейчас мы продолжаем исследования данной
линии, чтобы лучше понять, как ген, участвующий в выработке никотина,
связан с ростом растения», — подчеркнула научный сотрудник ИЦиГ СО РАН,
к.б.н. Нина Костина.
По ее словам, у запатентованных линий (особенно – первой) есть и
очевидные перспективы прикладного применения – как базы для создания уже
сортов табака с пониженным содержанием никотина. Такой табак, благодаря
простоте размножения и другим своим свойствам, может служить
биореактором для накопления различных полезных веществ или кормовой
базой для разведения насекомых, например, вредителей для проведения
дальнейших лабораторных исследований по теме защиты растений. Да и
курильщикам появление табачных изделий с низким содержанием никотина
будет только на пользу, конечно, в сигарете содержатся и другие вредные
и опасные вещества, но именно на никотин приходится большая часть
наносимого вреда здоровью.
Фото: Freepik
Нет комментариев