Idealus kultūrinis augalas yra skanus ir derlingas, taip pat atsparus ligoms ir kenkėjams. Bet jei atitinkami genai yra toli vienas nuo kito chromosomoje, kai kurie iš šių teigiamų bruožų gali būti prarasti atrankos procese. Siekdami užtikrinti, kad visi teigiami bruožai būtų perduodami kartu, Karlsrūhės technologijos instituto (KIT) mokslininkai naudojo CRISPR/Cas molekulines žirkles, kad apverstų ir genetiškai deaktyvuotų devynias dešimtąsias Arabidopsis chromosomas. Phys.org portalas. Šioje chromosomos dalyje užkoduoti bruožai tampa „nematomi“ genetiniams mainams, todėl gali būti perduodami nepakitę.
Tikslinis redagavimas, įterpimas arba slopinimas genai augaluose galima naudojant CRISPR/Cas molekulines žirkles. Šiuo metodu galima padidinti augalų atsparumą kenkėjams, ligoms ar poveikį aplinkai Trečiadienis.
„Pastaraisiais metais pirmą kartą galėjome naudoti CRISPR/Cas ne tik redaguoti genus, bet ir pakeisti chromosomų struktūrą“, – sako prof. Holger Puchta, kartu su savo komanda tyrinėjantis genų žirkles. Kinijos botanikos institute 30 metų.
Dabar mokslininkai sugebėjo užkirsti kelią genetiniai mainai, kuris dažniausiai yra paveldimo proceso dalis, tačiau gali sutrikdyti bruožų santykius. Iki šiol, jei augalų savybės buvo perduodamos kartu, tų savybių genai turėjo būti arti vienas kito toje pačioje chromosomoje. Jei tokie genai yra toliau vienas nuo kito, dažniausiai jie atsiskiria paveldėjimo metu, todėl atrankos procese gali būti prarasta naudinga savybė.
Savo tyrimuose mokslininkai pasekė gamtos pavyzdžiu. "Inversijos - tam tikras genetinis nematomumas - taip pat dažnai pasitaiko mažesniu mastu laukiniuose ir kultūriniuose augaluose. Pasimokėme iš gamtos, pritaikėme ir praplėtėme savo žinias natūralus procesas“, - sako Puchta.
Bendradarbiaujant su Prof. Andreas Huben iš Augalų genetikos ir kultūrinių augalų tyrimų instituto. Leibnizas (IPK) Puchta ir jo komanda apvertė devynias dešimtąsias chromosomų pavyzdiniame organizme Arabidopsis thaliana. Tik chromosomų galuose genai išlaikė savo pirminę seką. „Su šiais fragmentais chromosoma gali būti perduota kitai kartai, kaip ir kitos chromosomos, ir nėra visiškai prarasta“, - sako Puchta.
Norint efektyviai auginti žemės ūkio kultūras, svarbu viename augale sujungti kuo daugiau palankių savybių. „Žinoma, augalų selekcininkai nori, kad jų produktai būtų skanūs, juose būtų kuo daugiau vitaminų, atsparūs ligoms. Taikydami savo metodą galime tai supaprastinti ateityje“, – sako Puchta.