Системы генной инженерии являются важнейшими инструментами для продвижения исследований в области геномики сельскохозяйственных культур и связанных с этим усилий по улучшению сельскохозяйственных культур в Соединенных Штатах и во всем мире. Однако эти инструменты были ограничены высокой сложностью и низкой эффективностью современных процессов трансформации сельскохозяйственных культур.
Чтобы помочь преодолеть эти ограничения, Национальный научный фонд выделил 2,9 млн. Долларов ученым из Университета штата Айова и Висконсинского университета для разработки следующего поколения инструментов для трансформации сельскохозяйственных культур и специалистов по генетике сельскохозяйственных культур, которые заставят их работать.
Проект возглавляют Кан Ванг, профессор агрономии и глобального профессора в области биотехнологий в штате Айова, и Хайди Кепплер, доцент агрономии в UW-Madison. Кепплер, главный исследователь гранта, является руководителем факультета исследований и разработок в области технологий трансформации и редактирования генов в Центре инноваций в Висконсине.
«Это важная инвестиция в создание потенциала для будущего производства продуктов питания, чтобы прокормить миллиарды людей в ближайшие десятилетия», - сказал Ван. «Я очень рад, что NSF поддерживает это исследование, чтобы помочь нам лучше понять сложные биологические, химические и физические факторы, вовлеченные в процессы трансформации растений, и продолжать прогресс в технологиях биологической инженерии».
Целью четырехлетнего проекта, финансируемого NSF, будет разработка более эффективных систем генной инженерии, которые могут быть использованы для улучшения кукурузы, соевых бобов и других культур. Исследователи будут стремиться создать усовершенствованные инструменты для инженерии сельскохозяйственных культур с открытым исходным кодом и биологические материалы, необходимые для проведения общественных исследований генома культур.
Награда также поддержит международный семинар под руководством Вана и Кепплера для обучения ученых по геномике сельскохозяйственных культур конкретным принципам и методам трансформации, а также науке, стоящей за технологиями.
«На семинаре также будут обсуждаться важные темы, в том числе протоколы по управлению трансгенами и передовая практика, чтобы помочь ученым продолжать участвовать в ответственном ведении науки, поскольку технология продолжает изменяться и развиваться», - сказал Ван.
«Науки о трансформации растений и редактировании генома позволяют получить фундаментальное представление о биологии растений», - сказала она. «Они революционизируют коммерческое сельское хозяйство. К сожалению, для большинства сельскохозяйственных культур соответствующие процессы остаются трудными и основаны на технологиях, которые имеют значительные узкие места, даже после более чем 30-летнего технического прогресса ».
«У нас еще много работы по оптимизации и упрощению процессов», - сказала она. «Например, робототехнические методы могут быть разработаны для повышения эффективности введения новых генов в растения, и мы можем в большей степени использовать природные штаммы Agrobacterium для облегчения доставки ДНК и белков в растительные клетки».
Kaeppler является всемирно известным экспертом в области культуры, трансформации и геномики тканей растений. Основными направлениями ее исследований являются биологические и генетические механизмы процессов биоинженерии растений, разработка и оптимизация эффективных тканевых культур, инженерные и редактирующие системы, а также улучшение сельскохозяйственных культур по признакам агрономии, питания и биоэнергетики.
Ван широко известен как международный лидер в области биотехнологии растений, особенно в области генетической трансформации растений и редактирования генома. Она была первым директором Института по трансформации растений ИСУ, созданного в 1995 году, как одного из первых государственных учреждений, предоставляющих услуги по генетической трансформации культур для ученых-исследователей во всем мире. В настоящее время она является со-директором Центра биоинженерии культур, группы преподавателей, чьи исследования направлены на использование технологии редактирования генома для улучшения урожая.
Ван и Кэпплер работали вместе раньше. В 2000 году они получили грант NSF в размере 4,3 млн. Долл. США под руководством Вана на создание общественного сервиса по переработке кукурузы. «Двадцать лет спустя мы снова сотрудничаем», - сказал Ван. «Сейчас, когда Хайди лидирует, мы надеемся, что сможем продвинуть общественную трансформацию на один шаг вперед».