Блокирование всего двух генов привело к получению более вкусных "мутантных" помидоров.
Сегодняшние томаты массового производства часто вырастают до размеров ладони, но их естественные предки были гораздо меньше по размеру. Они также слаще и ароматнее из-за меньшего содержания воды по сравнению с красными фруктами, которые продаются в продуктовых магазинах, но недавние генетические открытия открыли путь к получению лучшего из обоих миров. Используя технологию редактирования CRISPR, исследователи создали новые “мутантные” помидоры, которые по размеру не уступают современным сортам, но при этом сохраняют более сладкий и приятный вкус. Для этого потребовалось всего лишь деактивировать два гена.
Команда, возглавляемая генетиками из Китайской академии сельскохозяйственных наук в Пекине, использовала метод CRISPR-Cas9 для идентификации пары генов, контролирующих количество сахара в томатах Solanum lycopersicum — кальций-зависимого белка, kinase 27 (SlCDPK27 или slcpk2727) и ее аналога, SlCDPK26.
По словам исследователей, они действуют как “сахарные тормозные механизмы” томатов, разрушая ферменты, ответственные за выработку сахарозы. Благодаря простой деактивации этих двух генов в плодах нового сорта содержится на 30% больше глюкозы и фруктозы, чем в обычных помидорах массового производства. Более того, это не привело к заметному изменению размера плодов или их общего количества. “Хотя у мутантов меньше семян и они легче, они демонстрируют нормальную всхожесть”, - написала команда в своем исследовании, опубликованном в журнале Nature. “В совокупности эти результаты дают представление о регуляторных механизмах, контролирующих накопление сахара в плодах [томатов], и открывают возможности для увеличения содержания сахара в крупноплодных сортах без ущерба для размера и урожайности”.
По словам соавтора исследования Джинже Чжана (Jinzhe Zhang), новые мутантные помидоры значительно отличаются от тех, что продаются в супермаркетах.
“На вкус они как вода. Они безвкусные”, - пожаловался Чжан на сегодняшние варианты в сопроводительной статье. Но важно не только улучшение вкуса. Nature отмечает, что ежегодно в мире производится около 205 миллионов тонн помидоров, большинство из которых в 100 раз крупнее своих диких предков. Однако при производстве таких продуктов, как томатная паста, требуется удалять лишнюю воду, что приводит к дополнительным энергетическим, финансовым и временным затратам. Более сладкие помидоры могут в один прекрасный день предложить производителям более эффективные варианты производства. А поскольку эти два изолированных гена встречаются у многих других видов растений, аналогичное генетическое редактирование может помочь улучшить другие сельскохозяйственные продукты в будущем.