Учёные из Техасского технического университета представили технологию, которая способна изменить сам подход к созданию новых сортов растений. Она позволяет растениям самим выращивать побеги с уже внесёнными генетическими изменениями — без долгого и дорогостоящего этапа культивирования тканей в лаборатории.
Речь идёт о прорывной работе, опубликованной в журнале Molecular Plant (2025), где исследователи показали: если правильно «включить» природные механизмы регенерации, растение может стать живой фабрикой по редактированию собственного генома.
Любой садовод знает: если повредить стебель или срезать побег, растение часто восстанавливается — из спящих клеток образуются новые ткани. Этот механизм регенерации существует миллионы лет, и теперь биологи научились его направлять.
Ключом стали два гена:
- WIND1 — активируется при повреждении и заставляет клетки поблизости «вспомнить», что они когда-то были универсальными, способными стать чем угодно;
- ipt — регулирует синтез цитокининов, гормонов, запускающих рост новых побегов.
Учёные соединили их работу в синтетический каскад WIND1–ESR1–ipt. WIND1 «включает» промотор ESR1, тот активирует ipt, а дальше растение само запускает процесс образования новых меристем — зачатков побегов.
Если добавить к этому привычные инструменты редактирования генов CRISPR-Cas9, получается система, при которой растение не просто заживляет рану, а делает это с уже встроенными генетическими изменениями.
От табака до сои
Эксперименты провели на трёх видах: табак (Nicotiana benthamiana), томат и соя.
- В табаке регенерация побегов начиналась уже через две недели, а эффективность трансформации достигала 35 % — в разы выше, чем в классических методах.
- В томате процесс оказался столь же быстрым, хотя избыточное накопление красного пигмента (использованного как маркер) мешало цветению.
- В сое, одной из самых «трудных» культур для генной модификации, удалось добиться результата даже при минимальном использовании культур тканей: 28 % новых побегов были трансгенными, а 12 % содержали точечные CRISPR-изменения.
Таким образом, растения не просто переживали вмешательство, а перестраивали себя — выращивали новые части, уже несущие заданные изменения ДНК.
В традиционной биотехнологии путь от идеи до получения стабильного трансгенного растения может занимать полгода и больше. Требуется стерильная культура тканей, подбор гормональных сред, долгий процесс регенерации.
Новая технология сокращает этот путь до нескольких недель.
Кроме того, метод минимизирует так называемые плейотропные эффекты — случайные морфологические изменения, которые часто появляются при искусственной активации генов развития. В опытах их доля не превышала 4 %, что в несколько раз меньше, чем в предыдущих подходах.
Следующий шаг в биоинженерии
По сути, учёные нашли способ превратить процесс заживления ран у растений в инструмент генетического редактирования. Это не просто техническое усовершенствование, а новый взгляд на живое растение — не как на объект манипуляции, а как на партнёра, способного самому выполнять часть работы учёного.
Для мировой агробиотехнологии это открывает огромные перспективы:
- быстрое создание устойчивых к жаре, вредителям и засухе сортов;
- экономия времени и ресурсов для лабораторий, особенно в странах с ограниченными возможностями;
- возможность делать генные изменения прямо «в поле», без дорогостоящих культур тканей.
Работа исследователей из Техаса показывает, что даже в такой «взрослой» науке, как агрогеномика, ещё есть место настоящим открытиям.
Добавить комментарий