Ground Cherry: CRISPR Używany do tworzenia nowych, smacznych, genetycznie modyfikowanych owoców

Zanim kukurydza była kukurydzą, była to chuda trawa, która wytwarzała tylko jeden rząd nasion na każdej łodydze. Długie stulecia hodowli przekształciły ją w szybko rosnącą roślinę o dużych, słodkich, gęstych uszach. W rzeczywistości większość znanych nam produktów zajęła setki pokoleń, aby stać się tym, czym są dzisiaj. Ale teraz naukowcy, uzbrojeni w potężną technologię edycji genów CRISPR-Cas9, redukują proces udomowienia do zaledwie kilku lat. Ich pierwszym eksperymentem jest mielona wiśnia - dawniej dziki, teraz pyszny owoc, który ma wszystko, aby stać się następną truskawką.

W artykule opublikowanym w poniedziałek w czasopiśmie Rośliny Przyrody zespół naukowców przedstawił, w jaki sposób wykorzystał CRISPR, aby zmielona wiśnia (Pęcherzyca pęcherzyca) bardziej odpowiednie dla rolnictwa. Słodki owoc o smaku tropikalnym, wielkości wiśni i osadzony w ochronnej łusce papierowej, jest znany jako „sierocy plon” - taki o pewnych pożądanych cechach, ale niewystarczający, aby rolnicy chcieli je uprawiać. W naturze mielona wiśnia jest, cóż, dzika - rośnie wszędzie i ma małe, rzadkie owoce, które spadają z winorośli, gdy są dojrzałe.

Ale wykorzystując CRISPR do edycji nieatrakcyjnych elementów, naukowcy sądzą, że w końcu można go znaleźć w dziale produkcji supermarketu.

„Dzięki pewnym ulepszeniom, może to stać się specjalną uprawą owoców w Stanach Zjednoczonych i dać rolnikom kolejną uprawę owoców, która nie jest drzewem”, dr Joyce Van Eck, ekspert ds. Biotechnologii roślin w Boyce Thompson Institute i opowiada jeden ze współautorów artykułu Odwrotność.

W przeszłości laboratorium Van Eck badało, jak korzystać z edycji genów, aby poprawić wydajność, wielkość owoców i inne cechy pomidorów. W swoich nowych eksperymentach zespół wybrał czereśnie naziemne, ponieważ jako część rodziny Solanaceae są spokrewnione z pomidorami (a także ziemniakami, tytoniem, bakłażanami i papryką) - a zatem ich DNA jest stosunkowo dobrze zmapowane i dobrze zrozumiany. Van Eck zastanawiał się, czy poprzednie prace jej zespołu można wykorzystać do szybkiego udomowienia mielonej wiśni.

Wraz z kolegami z Cornell University i Cold Spring Harbor Laboratory Van Eck i jej zespół odkryli, że jest to możliwe. Edytując geny związane z nieokreślonym wzrostem i sprawiając, że pędy rośliny przestają rosnąć po wyprodukowaniu kwiatów, udało im się zmienić sposób, w jaki zmielona wiśnia rośnie, aby pędy były mniej dzikie i dzikie.

„Wzięliśmy coś, co jest bardzo dzikie i niewykonalne, i trochę go ujarzmiliśmy, sprawiło, że stało się bardziej zwarte, co ułatwia radzenie sobie z nim” - mówi Van Eck.

Jest to bardzo ważna cecha dla rolników, dla których efektywne wykorzystanie przestrzeni ma kluczowe znaczenie. „Dostajemy też więcej kwiatów i owoców, więc w pewnym sensie poprawiliśmy wydajność.” Dzięki temu owoce były znacznie większe. W przyszłości chcą kierować geny związane z zawartością cukru, aby owoc stał się słodszy, co zostało już zrobione w edycji genów pomidorów.

Van Eck nie spodziewa się, że w ciągu najbliższych pięciu lat będziemy kupować kufel wiśni w sklepie spożywczym, ale jest optymistką. Kiedy już zdobędą zmodyfikowane wiśnie naziemne z laboratorium, będą musiały dostać je w ręce rolników, których opinie na temat rzeczywistego doświadczenia w uprawie owoców zadecydują, które cechy wymagają naprawy. Van Eck mówi, że na liście znajduje się zwyczaj upuszczania dojrzałych owoców na ziemię, co stwarza zarówno wyzwanie żniwne, jak i zagrożenie bezpieczeństwa żywności. Biorąc pod uwagę ich sukcesy w kształtowaniu innych cech owoców, trudno sobie wyobrazić, że będzie to problem.

Paradoksalnie rzeczą, która może być największą przeszkodą w umieszczeniu wiśni w koszyku spożywczym, może być narzędzie genetyczne, które sprawia, że ​​badania te są możliwe. Ponieważ CRISPR jest opatentowany przez Broad Institute, wszelkie produkty stworzone przy jego użyciu nie mogą być sprzedawane, chyba że naukowcy za to zapłacą setki tysięcy dolarów za prawo do ich używania.

„Jako naukowcy czerpiemy korzyści z faktu, że nie musimy płacić z góry, aby korzystać z tej technologii, co jest wspaniałe, jest to tak potężne narzędzie, ale gdy zaczniemy rozmawiać o komercjalizacji, koszt licencjonowania prawie mnie znokautował krzesło ”, mówi Van Eck.

Ona i jej koledzy nie są zniechęceni, ponieważ mogą stworzyć własną firmę lub partnera z istniejącą firmą, aby pomóc w wprowadzeniu na rynek innych zmodyfikowanych upraw i świeżo zmodernizowanej wiśni - prawdopodobnie z bardziej atrakcyjną nazwą.