Ученые поясняют: над задачей получения растений табака с пониженным содержанием никотина работают группы исследователей по всему миру, однако за синтез молекулы никотина отвечают сразу три семейства генов, что существенно осложняет любые исследования, связанные с их редактированием.«Данная работа велась с применением так называемого мультиплексного редактирования генома, которое предполагает одновременную модификацию нескольких генов. Работа над проектом заняла у ученых Института цитологии и генетики СО РАН несколько лет», — говорится в сообщении.
Используя метод биобаллистики (когда с помощью генной пушки молекулы ДНК, нанесенные на микрочастицы золота, доставляются в ядра клеток), исследователи ИЦиГ СО РАН получили генетически стабильные линии растений табака, в каждой из которых было выключено несколько родственных генов одного из ключевых генных семейств, контролирующих вторичный метаболизм растения.
«
«Одновременно с нашей работой похожие задачи ставили перед собой и другие группы в мире. Однако оказалось, что выключение конкретных генов табака, связанных с выработкой никотина, приводит к негативным эффектам на рост растения, и часто к стерильности. Гены синтеза табака связаны с ключевыми процессами жизнедеятельности растения. Мы же добились того, чтобы модифицированные растения превратились в нетрансгенные линии с наследуемым сниженным содержанием никотина», — рассказала старший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Софья Герасимова.
Она пояснила, что отключение отдельных генов привело к разным результатам, в результате на два наиболее перспективных способа уменьшения содержания никотина в табаке были получены патенты. Первый способ состоял в выключении генов семейства PMT, у таких растений содержание никотина уменьшалось не менее, чем вдвое, а сами растения были даже немного крупнее исходных. Второй способ предполагал отключение генов семейства QPT, это уменьшало содержание никотина в пять и более раз, но при этом сами растения оказались в разы меньше, чем контрольные экземпляры и практически не могли размножаться.
«Это очень интересный результат с точки зрения науки, ранее никем не описанный. Сейчас мы продолжаем исследования данной линии, чтобы лучше понять, как ген, участвующий в выработке никотина, связан с ростом растения», — подчеркнула научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Нина Костина. Она отметила, что у запатентованных линий (особенно – первой) есть и очевидные перспективы прикладного применения – как базы для создания сортов табака с пониженным содержанием никотина. В частности, это будет полезно для курильщиков. Также такой табак, благодаря простоте размножения и другим свойствам, может служить биореактором для накопления различных полезных веществ или кормовой базой для разведения насекомых, например, для проведения лабораторных исследований.
