Земна череша: CRISPR се използва за създаване на нов, вкусен, генетично модифициран плод

Преди царевицата да е царевица, това е кльощава трева, която произвежда само по един ред ядки на всяка дръжка. Дългите векове на размножаване я превръщат в бързо растящо растение с големи, сладки, плътни уши. Всъщност повечето от продуктите, които познаваме сега, отнеха стотици поколения да станат това, което са днес. Но сега учените, въоръжени с мощна технология за редактиране на гени CRISPR-Cas9, премахват процеса на опитомяване само до няколко години. Първият им експеримент е земната череша - бивш див, сега вкусен плод, който има всичко необходимо, за да стане следващата ягода.

В вестник, публикуван в понеделник Природни растения, екип от изследователи очертаха как са използвали CRISPR, за да направят земната череша Physalis pruinosa) по-подходящи за селското стопанство. Сладкият, тропически ароматизиран плод, с размер на череша и сгушен в защитна хартиена обвивка, е известен като "сирачесто растение" - едно с някои желани характеристики, но не достатъчно, за да накара фермерите да ги отглеждат. В дивата природа земната череша е дива - расте навсякъде и има малки, редки плодове, които падат от лозата, когато узреят.

Но чрез използване на CRISPR за редактиране на непривлекателните елементи, учените смятат, че в крайна сметка може да се намери в производствената част на супермаркета.

„С някои подобрения може би това може да се превърне в специална плодова култура в Съединените щати и да даде на земеделските стопани друга растителна култура, която не е дърво,” казва д-р Джойс Ван Ек, експерт по растителни биотехнологии в Института Бойс Томпсън и казва един от съавторите на доклада обратен.

В миналото лабораторията на Van Eck е изучавала как да използва редактиране на гени, за да променя производителността, размера на плодовете и други качества в доматите. За новите си експерименти, екипът избра земни череши, защото, като част от семейството на Solanaceae, те са свързани с домати (както и картофи, тютюн, патладжани и чушки) - и така ДНК е сравнително добре картографирана и добре разбрах. Ван Ек се зачуди дали предишната работа на нейния екип може да се използва за ускоряване на опитомяването на земната череша.

С колеги от университета Корнел и лабораторията на Колд Спринг Харбър, Ван Ек и нейният екип откриха, че това наистина е възможно. Чрез редактиране на гени, свързани с неопределен растеж и преустановяване на растежа на растенията, след като те произведат цветя, те успешно промениха начина, по който земната череша расте, за да направят лозовете по-малко развълнувани и диви.

"Взехме нещо, което е много диво и неуправляемо и го опитомяваме, прави я по-компактна, по-лесна навика за растеж", казва Ван Ек.

Това е много важна черта за фермерите, за които ефективното използване на пространството е от решаващо значение. „Получаваме още цветя и повече плодове, така че подобрихме добива в известен смисъл. В бъдеще те искат да се насочат към гени, свързани със съдържанието на захар, за да направят плода по-сладък, нещо, което вече е направено при редактирането на гена от домати.

Van Eck не очаква, че през следващите пет години ще купуваме пинта от вишни в магазина за хранителни стоки, но тя е оптимист, че ще се случи в крайна сметка. Щом извадят модифицираните земни череши от лабораторията, ще трябва да ги вкарат в ръцете на фермерите, чиято обратна връзка за реалния опит с отглеждането на плодовете ще реши кои черти трябва да бъдат определени по-нататък. Следващият в списъка, казва Ван Ек, е навикът на растението да пуска зрели плодове на земята, което създава предизвикателство за събиране на реколтата и риск за безопасността на храните. Като се имат предвид успехите им в оформянето на другата характеристика на плода, трудно е да си представим, че това ще бъде проблем.

По ирония на съдбата, нещо, което може да е най-голямата пречка за получаване на смлени череши в кошницата с хранителни стоки, може да е генетичният инструмент, който прави това изследване възможно. Тъй като CRISPR е патентован от широкия институт, всяка продукция, създадена с нея, не може да бъде продадена, освен ако учените зад нея не платят стотици хиляди долара за правото да я използват.

„Като изследователи извличаме полза от факта, че не е нужно да плащаме предварително, за да използваме тази технология, което е чудесно, това е толкова мощен инструмент, но след като започнем да говорим за комерсиализация, цената на лицензирането просто ме съсипва - казва Ван Ек.

Тя и нейните колеги не са възпирани, тъй като биха могли да сформират собствена компания или партньор с вече съществуваща компания, за да помогнат да се внесат на пазара други модифицирани култури и новоизградената земна череша - вероятно с по-привлекателно име.