Несколько лет назад профессор Майкл Страно и его коллеги обнаружили, что, меняя размер и электрический заряд наночастиц, можно создать такие, которые проникнут сквозь мембрану растительной клетки. Биологи тут же задались вопросом, можно ли использовать этот механизм для внедрения генов в хлоропласт. Это помогло бы создать гораздо больше белков с заданными свойствами, пишет MIT News.

До сих единственной такой технологией был «генный пистолет», который направлял ген в клетки под давлением. Однако такой «выстрел» мог привести к разрушению растения.

Новая стратегия MIT основана на углеродных нанотрубках, покрытых хитозаном. Отрицательно заряженная ДНК свободно связывается с положительно заряженными наночастицами. Опрыскав нижнюю поверхность листьев раствором с нанотрубками, ученые наблюдали, как частицы проникли в крошечные устьица, которые отвечают за испарение влаги.

Попав внутрь, наночастицы проходят через оболочку клетки, мембраны, а затем и сквозь двойные мембраны хлоропласта. Внутри чуть менее кислотная среда вызывает отделение ДНК от наночастицы. Затем ДНК попадает в белок. 

Основное преимущество такого подхода — универсальность. Ученые уже проверили его на шпинате, крессе водяном, табаке, рукколе и резуховидке Таля. Они уверены, что с его помощью можно придать сельскохозяйственным культурам желаемые качества. Например, повысить устойчивость зерновых к засухам или придать бананам, кофе и цитрусовым сопротивляемость инфекциям.

Из-за грибкового заболевания, вызванного утратой генетического разнообразия, бананы могут навсегда исчезнуть из магазинов. Чтобы не допустить краха индустрии стоимостью $36 млрд, британская компания Tropic Biosciences обратилась за помощью к генному редактированию.