Наука та здоров’я

Незважаючи на досягнутий успіх, він не має права залишати лабораторії.

здоров

Мігель Анхель Кріадо/Агентство
Іспанія. - досягли японські дослідники контролювати цвітіння рису. Після маніпулювання генами, що беруть участь у формуванні квіток, а отже і плодів, вони отримали сорт, який не цвів. Але при обприскуванні у вигляді фунгіциду квіти з’явилися через 40–45 днів. Це трансгенний рис, що ускладнює його вирощування одного дня, але контроль циклу основної їжі людства - це вже прогрес.

За даними порталу El País, для половини населення планети рис набагато більше, ніж основа паельї або різотто. Для більшості азіатів та більшості східноафриканців це різниця між тим, як їсти та не їсти. У багатьох американських країнах це також основна їжа. Рисова рослина, Oryza sativa, надзвичайно залежить від умов навколишнього середовища. На його розвиток, цвітіння та урожайність значною мірою впливає кількість сонячних годин, а згодом - вологість, вітер, температура.

Команда професора Токійського університету і одного з найбільших експертів у галузі генетики рису Такесі Ізава зробила великий крок, щоб усунути стільки невизначеності: Контролюючи цвітіння, "ми можемо знайти найкращий час для збору врожаю для кожного сорту різні зони обробітку незалежно від місцевих кліматичних умов та покращення врожаю або якості врожаю ", - говорить він. Група Ізава, яка вже 20 років досліджує молекулярні механізми за рисовими квітами, пояснює, як йому вдалося контролювати їх у журналі Nature Plants.

Спочатку дослідники маніпулювали рослинами різних сортів рису, поки вони не цвіли. Для цього вони викликали більшу активацію (надмірна експресія в генетичній термінології) гена, названого Ghd7, який блокує експресію інших генів, що беруть участь у цвітінні. Друга маніпуляція із способом цвітіння дозволила їм активувати його, діючи на інший ключовий ген, Hd3a, свого роду головний ген, який повідомляє рослині, коли цвісти. Таким чином вони досягли різноманітності, яка незмінно і протягом двох років, коли вони її вивчали, зацвіла приблизно через 45 днів після пробудження до Hd3a.

Тут найцікавіше, як вони активують цей ген. Hd3a експресує білки лише тоді, коли на нього розпорошується речовина, яка до цього часу використовувалася як фунгіцид, пробеназол. "Ми знали, що такі типи фунгіцидів, які називаються рослинними активаторами, можуть викликати експресію деяких генів", - коментує Ізава. Після тестування з дюжиною з них вони виявили область ДНК, яка після отримання дози фунгіциду сприяла ініціації транскрипції гена Hd3a. "Я думав, що ми можемо досягти функціональної індукційної системи, яка ніколи раніше не тестувалася", - додає він.

Експерт з генетики рису з Валенсійського інституту аграрних досліджень Конча Домінго вважає, що "після фотосинтезу контроль за цвітінням має найбільше значення, і не тільки в рисі, в будь-якій рослині". Дивно, по-перше, у тому, щоб гарантувати, що рис не цвіте, а потім у тому, що він робить це за бажанням. "Ген Ghd7 є пригнічувачем цвітіння", - згадує Домінго. "Тоді вони йдуть до головного гена [Hd3a] і змушують його цвісти, коли хочуть", - додає він.

Проблема цього дослідження - генетичні маніпуляції. "Ви навряд чи можете провести дослідження з трансгенним рисом, і жоден з них не вирощується", - говорить Домінго, згадуючи суперечки, які викликав проект "Золотий рис". Незважаючи на їх потенціал, експерименти з ГМО вони не залишають лабораторій. "Сьогодні використовується природний сорт рису, його генетичне багатство. Саме тут йде дослідження", - додає іспанський дослідник.

Ідзава знає про це відхилення. Тому він наполовину жартома заявляє: "Ми можемо розвивати та ж система з використанням кукурудзи. Рис і кукурудза мають подібні молекулярні механізми для часової регуляції цвітіння. Ми могли б вирощувати її в США, а це великий ринок ", - говорить він. Там ГМ-кукурудза вирощується роками.

Ідзава залишає ще один варіант, який не змусив би його переїхати на землю США: скористатися можливостями, що пропонуються технікою редагування геному CRISPR та технологіями самоклонування. Він майже впевнений, що їм не доведеться використовувати екзогенні гени від бактерій та тварин, щоб одного дня фермери могли вибрати, коли збирати свій рис. "Ми досягнемо цього, використовуючи лише рисові гени", - говорить Ізава.