Создана наноигла для редактирования генома растений
Logo
Cover

Редактирование генов растений открывает путь к быстрому созданию новых сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к заболеваниям и меняющимся условиям окружающей среды. Калифорнийские биологи нашли новый способ ввести нить ДНК в клетку растения.

23

Чтобы изменить гены растений, нужно доставить ДНК внутрь клетки. С животными это просто. Но у растений есть не просто клеточная мембрана, а целая стенка. Ученые разработали различные методы, для того чтобы доставить биологические молекулы сквозь эту оболочку — от стрельбы микроскопическими золотыми пулями, покрытыми ДНК, до упаковки ДНК внутрь бактерий, заражающих клетки растений. Однако, оба метода не лишены ограничений. Генетический пистолет не всегда эффективен, а некоторые виды растений трудно или невозможно заразить бактериями, пишет NRR.

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли придумали новый метод — с использованием длинных и прочных углеродных нанотрубок.

Открытие произошло в результате научной неудачи: физики пытались создать нечто вроде каркаса вокруг клетки, чтобы ее было проще сканировать. Но каркас из нанотрубок вместо этого проникал в самый центр клетки.

Ученые превратили проблему в новую возможность, решив, что нанотрубки отлично защитят ДНК. Цепочка ДНК достаточно мала, чтобы проникнуть сквозь стенку растительной клетки, но ей нужно придать прочности.

«Она больше похожа на гибкую нитку, — говорит Маркита Лендри, руководитель проекта. — Если попытаться протолкнуть ее через губку, скорее всего, ничего не получится. Но если взять жесткую иглу и воткнуть ее в губку, дело пойдет». Так они и поступили, прикрепив ДНК к нанотрубке-иголке.

Однако ДНК воздействует только на одну клетку и эффект длится всего несколько дней. Для того, чтобы изменения стали постоянными, нужно воздействовать на геном каким-нибудь генным инструментом вроде CRISPR.

По словам Лендри, наноигла может справится и с этой задачей. Попав внутрь клетки, скажем, яблони, CRISPR отключит ген, отвечающий за раннее гниение. Но прежде чем это произойдет, ученым нужно доказать, что их метод работает на других сортах растений, помимо тех двух, с которыми команда Лендри уже экспериментировала: рукколой и пшеницей.

Технология CRISPR может привести к появлению нежелательных мутаций, и это вызывает опасения ученых. Британские ученые разработали алгоритм, который делает генное редактирование более безопасным. Он точно определяет реакцию клетки на вмешательство.