Ground Cherry: CRISPR folosit pentru a face un fruct nou, gustos, modificat genetic

Înainte ca porumbul să fie porumb, era o iarbă slabă care producea doar un singur rând de miezuri pe fiecare tulpină. Secolele de reproducere de-a lungul secolelor au transformat-o într-o plantă cu creștere rapidă, cu urechi mari, dulci, dense de kernel. De fapt, majoritatea produselor pe care le cunoaștem acum au dus sute de generații să devină ceea ce sunt astăzi. Dar oamenii de stiinta, inarmati cu tehnologia puternica de editare a genei CRISPR-Cas9, alarmeaza procesul de domestici in doar cativa ani. Primul lor experiment este cireșul - un fruct mai vechi, delicios, care are tot ce-i trebuie pentru a deveni următoarea căpșună.

Într-o lucrare publicată luni în jurnal Plantele naturii, o echipă de cercetători a subliniat modul în care au folosit CRISPR pentru a face cireșele de sol (Physalis pruinosa) mai potrivite pentru agricultură. Fruțul dulce, aromat tropical, de dimensiunea unei cireșe și așezat într-o coajă de hârtie protectoare, este cunoscut ca o "cultură orfană" - una cu anumite caracteristici dezirabile, dar nu suficientă pentru a face agricultorii să le crească. În sălbăticie, cireșele de pământ sunt, bine, sălbatice - cresc peste tot și au fructe mici, rare, care cad din vița de vie când sunt coapte.

Dar, prin folosirea CRISPR pentru a edita elementele sale neatractive, oamenii de stiinta cred ca eventual se gaseste in sectiunea de produse a supermarketului.

"Cu unele îmbunătățiri, poate că ar putea deveni o cultură de fructe de specialitate în Statele Unite și ar oferi agricultorilor o altă cultura de fructe care să nu crească un copac", a explicat Joyce Van Eck, Ph.D., expert la biotehnologia plantelor la Institutul Boyce Thompson unul dintre co-autori ai lucrării, povestește Invers.

În trecut, laboratorul Van Eck a studiat modul de utilizare a modificărilor genetice pentru a optimiza productivitatea, dimensiunea fructelor și alte calități în tomate. Pentru noile lor experimente, echipa a ales cireșe pentru că, în cadrul familiei Solanaceae, ele sunt legate de roșii (precum și de cartofi, tutun, vinete și ardei) și astfel ADN-ul lor este bine mapat și bine înțeles. Van Eck se întreba dacă lucrarea anterioară a echipei sale ar putea fi folosită pentru a accelera domesticirea cireșelor.

Cu colegii de la Universitatea Cornell și Cold Spring Harbor Laboratory, Van Eck și echipa ei au descoperit că este într-adevăr posibil. Prin editarea genelor asociate cu creșterea nedeterminată și prin împiedicarea creșterii lăstarilor plantelor odată ce au produs flori, au schimbat cu succes modul în care vișina cireșelor crește, pentru a face vițele să devină mai puțin ciudate și sălbatice.

"Am luat ceva care este foarte sălbatic și neputincios și o felul de a fi îmblânzit, a făcut-o mai compactă, un obicei mai ușor de creștere", spune Van Eck.

Aceasta este o trăsătură foarte importantă pentru agricultori, pentru care utilizarea eficientă a spațiului este esențială. "De asemenea, obținem mai multe flori și mai multe fructe, așa că am îmbunătățit randamentul într-un anumit sens". De asemenea, au făcut fructele mult mai mari. În viitor, vor să vizeze gene asociate cu conținutul de zahăr pentru a face fructele dulci, ceea ce sa făcut deja în editarea genei tomatelor.

Van Eck nu anticipează că, în următorii cinci ani, vom cumpăra canturi de cireșe de pământ în magazin, dar este optimist că se va întâmpla în cele din urmă. Odată ce vor scoate cireșele de cedru modificate din laborator, vor trebui să le aducă în mâinile agricultorilor, ale căror feedback cu privire la experiența reală de creștere a fructelor va decide ce trăsături trebuie să fie fixate în continuare. Următorul pe listă, spune Van Eck, este obiceiul plantei de a renunța la fructe coapte pe teren, ceea ce creează atât o provocare de recoltare, cât și un pericol pentru siguranța alimentelor. Având în vedere succesul lor în modelarea celeilalte caracteristici a fructului, este greu de imaginat că aceasta va fi o problemă.

În mod ironic, chestia care ar putea fi cel mai mare obstacol în calea obținerii cireșelor în coșul dvs. de băcănie ar putea fi instrumentul genetic care face posibilă această cercetare. Deoarece CRISPR este brevetat de Institutul Broad, orice produs creat cu ajutorul acestuia nu poate fi vândut decât dacă oamenii de știință din spatele acestuia plătesc sute de mii de dolari pentru dreptul de ao folosi.

"Pe măsură ce cercetătorii beneficiază de faptul că nu trebuie să plătim în față pentru a utiliza această tehnologie, ceea ce este minunat, este un instrument atât de puternic, dar odată ce începem să vorbim despre comercializare, costul licențierii tocmai mi-a bătut scaun ", spune Van Eck.

Ea și colegii ei nu sunt descurajați, deoarece ar putea să-și formeze propria companie sau partener cu o companie existentă pentru a contribui la aducerea pe piață a altor culturi modificate și a cireșelor de grâu nou revăzute - posibil și cu un nume mai atractiv.