Растения с новыми свойствами обычно получают с помощью селекции и генетической модификации, в том числе геномного редактирования. Однако в новом проекте использован более экзотический способ — вызванный радиацией мутагенез. Исследователи отправили на околоземную орбиту семена сорго и арабидопсиса, в надежде что некоторые из них сохранят жизнеспособность, приобретут полезные мутации и окажутся более устойчивыми к неблагоприятным факторам.
Глобальный дефицит продовольствия и изменения климата заставляют ученых создавать все новые сорта сельскохозяйственных культур — более продуктивные и устойчивые к неблагоприятным факторам вроде засухи или вредителей. Традиционно с этой целью использовали селекцию — медленный кропотливый отбор и скрещивание организмов с ценными свойствами. Позднее ученые взяли на вооружение генетическую модификацию организмов — научились изменять генотипы растений и животных, в том числе при помощи геномного редактирования CRISPR/Cas.
Однако существуют и другие способы искусственно изменить ДНК живого существа. Среди них — радиационный мутагенез, то есть стимуляция новых мутаций с помощью ионизирующего или ультрафиолетового излучения. Ранее методику уже применяли к растениям и микроорганизмам, которые облучали с помощью радиоактивных изотопов.
Разумеется, чаще всего ДНК при этом просто повреждается и (или) приобретает вредоносные (в том числе летальные) мутации. Но иногда по счастливой случайности растения или микробы могут приобрести и полезные свойства. Поэтому Международное агентство по атомной энергии (International Atomic Energy Agency, IAEA) обратилось к новому способу стимуляции у растений радиационного мутагенеза.
С этой целью семена сорго (широко культивируемый злак) и арабидопсиса (один из главных объектов исследований биологов) отправили в космос, а точнее — на околоземную орбиту. Новым проектом занялось агентство с, казалось бы, совсем другим профилем работ — IAEA. По его инициативе семена двух видов растений оказались на борту ракеты Northrop Grumman Corp., в 400 километрах от поверхности планеты. Они спрятаны в тонкостенных металлических коробочках, которые крепятся к поверхности космического корабля.
Запуск состоялся еще в ноябре, а уже в следующем месяце должно состояться возвращение семян на Землю. Тогда сотрудники IAEA доставят их в свои лаборатории и примутся проращивать и выяснять, как изменился их геном, какого рода мутации возникли и делают ли они растения устойчивее.
Исследователи подчеркивают, что на сей раз семена отправлены на орбиту с самыми земными целями. Они не пытаются обеспечить продовольствием экипаж космического корабля или провести фундаментальные исследования, а надеются получить более жизнеспособные растения-мутанты для возделывания на Земле. В случае успеха их можно будет выращивать там, где заниматься земледелием становится все труднее из-за продолжающихся изменений климата.
При всей трудоемкости и плохой предсказуемости результатов «космический» радиационный мутагенез имеет и важные преимущества. Так, полученные с его помощью организмы нельзя назвать трансгенными, ведь никакого переноса ДНК между разными существами не происходит.