Logo
Cover

Десятки лет ученые ищут пути повышения производительности сельскохозяйственных культур, надеясь найти решение проблемы дефицита пищи в условиях неблагоприятного климата и роста населения Земли. Однако большинство существующих методов сложны и требуют больших временных затрат. Международная команда исследователей обнаружила новый подход. Он позволяет не только значительно повысить урожайность культур, но и укрепить сопротивляемость засухе.

Из школьного курса биологии мы знаем, что молекулы РНК получают инструкции из ДНК и производят белки, которые выполняют различные задачи. Но в 2011 году лаборатория профессора Хэ Чуаня из Университета Чикаго открыла новый способ экспрессии генов в млекопитающих. Оказывается, РНК не просто читают инструкцию ДНК и слепо следуют ей — сама клетка тоже может регулировать, какую часть инструкции выполнять. Для этого она размещает химический маркер на РНК, который корректирует производство белков.

Затем Хэ и его коллеги из Китая сконцентрировались на FTO, первом известном белке, который стирает химические метки РНК. Они уже знали, что таким образом можно запустить рост клеток человека или животных, поэтому попытались ввести этот ген в рисовые ростки, пишет Phys.org. К их удивлению, в лаборатории побеги произвели в три раза больше зерен. В полевых условиях масса растений и урожайность возросли на 50%. Корни стали длиннее, фотосинтез — эффективнее, а устойчивость к засухе — выше.

Исследователи предположили, что белок FTO, кодированный геном FTO, управляет процессом m6A, ключевой модификацией РНК. Получается, что FTO как бы приглушает некоторые из сигналов, которые заставляют растение замедлить рост.

Затем ученые повторили эксперимент с картофелем, который принадлежит к совершенно другому семейству — пасленовых. Результаты оказались аналогичными, что позволяет сделать вывод об универсальности технологии.

«Помимо пище у климатического изменения есть и другие последствия, — сказал профессор Хэ. — Возможно, мы могли бы отредактировать траву в засушливых регионах. Или научить дерево на Среднем Западе отращивать более длинные корни, чтобы оно меньше боялось сильного ветра. Потенциальных областей применения очень много».

В 2019 году японские ученые впервые отредактировали митохондриальную ДНК растений. Именно там часто содержатся гены, отвечающие за урожайность или сопротивляемость вредителям.