Редактирование генов методом CRISPR поможет шоколадному дереву - Гранит науки - 2018-05-21

О возможности создания дерева какао с повышенной устойчивостью к заболеваниям благодаря генному редактору CRISPR-Cas9 сообщили ученые Университета штата Пенсильвания (Penn State). Шоколадное дерево, растущее в тропиках, производит какао-бобы – сырье для шоколада. Бесперебойная продукция этих бобов очень важна для многомиллиардной шоколадной промышленности, экономики производящих какао стран и жизнеобеспечения миллионов малых хозяйств, выращивающих это растение. Однако ежегодно глобальное производство какао-бобов снижается из-за нескольких заболеваний, поражающих от 20 до 30 процентов не вызревших стручков. «В западной Африке сильные вспышки грибковых болезней могут разрушить все какао-плоды на отдельной плантации», отмечает руководитель исследования Эндрю Фистер (Andrew Fister) с факультета сельскохозяйственных наук Пенсильванского университета. Поскольку заболевания – это постоянная проблема какао, повышение сопротивляемости растения – приоритетная задача ученых. «Но создание устойчивых к болезням сортов осложнялось отсутствием генетического источника этой устойчивости и долгим временем генерации дерева какао», поясняет Фистер. В последнем номере специализированного международного журнала по растениеводству (Frontiers in Plant Science) опубликованы результаты исследования, которые впервые демонстрируют применимость передового метода CRISPR к усовершенствованию растения Theobroma cacao - дерева какао.

CRISPR представляет собой короткие палиндромные повторы -последовательности ДНК, расположенные группами, с ними соединен ген фермента Cas, способного разрезать гены точно в том месте, на которое укажет еще один важный компонент системы, специально сконструированная РНК. В прежних работах в растении какао был выявлен ген (TcNPR3), который подавляет его реакцию на патоген. И тогда ученые предположили, что нокаутрирование этого гена с помощью CRISPR-Cas9 может повысить устойчивость к заболеваниям. Для проверки своей гипотезы они использовали Agrobacterium, модифицированный патоген растения, лишенный способности вызывать заболевание, и внесли его вместе с компонентами комплекса CRISPR-Cas9 в изолированные листья дерева какао. Последующий анализ листовой ткани показал, что мешающий сопротивляемости растения ген отсутствует в 27 процентах отредактированного материала. Когда какао инфицировали его естественным патогеном Phytopthera tropicalis, эффект был еще больше. В продолжение экспериментов авторы создали отредактированные методом CRISPR зародыши бобов какао, из которых они сейчас выращивают деревья с тем, чтобы проверить эффективность подхода на уровне целого растения. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».