В научном мире заговорили, ни много ни мало, о революции в селекции. Речь о сравнительно новой технологии натурального редактирования генов CRISPR/Cas9. Иногда, для простоты, её называют – Криспер, но чаще «Генетические ножницы».
CRISPR/Cas9 — это технология генного редактирования, позволяющая точно и точечно изменять ДНК живых организмов без внедрения чужеродных генов
Директору подразделения Общества Макса Планка по изучению патогенов профессору Эмманюэль Шарпантье (Берлин, Германия) и исследователю из Калифорнийского университета в Беркли профессору Дженнифер А. Дудне (США) «за метод редактирования генома» в 2020 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Сущесвует мнение, что открытые ими «генетические ножницы» CRISPR-Cas9 — одно из важнейших научных достижений этого столетия и это открытие способно кардинально изменить подход к генетике в общем, и, в частности, — сельское хозяйство.
Модификация БЕЗ ГМО!
В отличие от классических ГМО (Генно Модифицированные Организмы), где для достижения тех или иных параметров используются гены других видов, внедряемые в ДНК желаемого организма, в нашем случае — растения, CRISPR работает с собственным геномом растения, что делает процесс более контролируемым и менее спорным с точки зрения правовой регуляции, так как фактически используется «родной» генетический код, в который не внедряют ничего посторонего. Для работы с геномом используются “Генетические ножницы”.
“Генетические ножницы” проникают в нее, находят из этого огромного количества нужный ген, который необходимо исправить, затем создают в нем двухцепочный разрыв и в идеале не оставляют никаких следов вмешательства"
– рассказал в интервью Российскому научному фонду заведующий лабораторией геномного редактирования ИХБФМ СО РАН кандидат химических наук Григорий Александрович Степанов.
Ввиду поиска человечеством способов получения натуральных и при том недорогих источников питания, зависящих часто от стабильных и прогнозируемых урожаев сельхозкультур, овощей и фруктов, неудивительно, что именно сельское хозяйство стало одной из первых областей применения CRISPR/Cas9. Технология позволяет значительно ускорять селекцию, создавая растения с улучшенными характеристиками: устойчивостью к болезням, засухе, вредителям, а также с повышенной питательной ценностью.
Первое применение
Первые успешные эксперименты по редактированию сельскохозяйственных культур с помощью CRISPR/Cas9 были проведены в 2013 году в Китае. Учёные из Университета Сычуань под руководством Цао Юйсинь модифицировали пшеницу, сделав её устойчивой к мучнистой росе — распространённому грибковому заболеванию на этой культуре.
В 2014 году в Калифорнийском университете в Дэвисе (США) с помощью CRISPR/Cas9 отредактировали томаты, увеличив срок их хранения. В том же году японские исследователи создали рис с повышенным содержанием амилозы, что важно для диабетического питания.
Применение CRISPR/Cas9 в России
В России первые исследования CRISPR/Cas9 в сельском хозяйстве начались в 2017–2018 годах. Основные работы велись в ФИЦ Биотехнологии РАН (Москва) — редактирование картофеля для устойчивости к фитофторозу, а также в ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии — модификация пшеницы для повышения засухоустойчивости.
На сегодняшний день можно констатировать, что нашим учёным удалось добиться успеха. Так ими получены линии картофеля с повышенной устойчивостью к болезням, однако пока он ожидает массового внедрения.
Испытания пшеницы, полученной с помощью модификации CRISPR/Cas9 показали снижение потерь урожая на 15–20% в засушливых регионах. Также проводился эксперимент с повышением белка в соевых бобах
Стоит отметить, что по состоянию на начало 2025 года ни одна CRISPR-культура не была разрешена для коммерческого использования в РФ. Ожидается, что это произойдёт в ближайшие год-два.
Что говорит закон?
Согласно российскому законодательству (ФЗ №86 «О государственном регулировании генно-инженерной деятельности» с изменениями 2023 года):
• Если изменения могли возникнуть естественным путём или при традиционной селекции → не считается ГМО.(Пример: отключение гена, отвечающего за потемнение грибов)
• Если вставлен чужеродный ген или сделаны сложные «вставки» → регулируется как ГМО.
Итак, для вывода CRISPR-культур на рынок требуется экспертиза Роспотребнадзора и Минсельхоза. Если продукция не будет признана ГМО, а как мы уже увидели генных вставок описываемая технология не предполагает, то сельхозкультуры и овощи, полученные селекционерами при помощи CRISPR будут со всех сторон натуральными.
Преимущества CRISPR/Cas9 перед классической селекцией и ГМО
Научное сообщество склонно считать, что за CRISPR/Cas9 — будущее сельского хозяйства, позволяющее создавать улучшенные овощи, фрукты и сельхозкультуры быстрее и дешевле, чем классические методы. Судите сами один-три года вместо десятилетий:
КритерийКлассическая селекцияТрадиционные ГМОCRISPR/Cas9Сроки10–15 лет5–8 лет1–3 годаТочностьНизкая (случайные мутации)Средняя (вставка чужеродных генов)Высокая (точечное редактирование)РегуляцияНе требуетсяЖёсткий контрольЗависит от типа вставки
Будущее CRISPR-культур в России
В России технология пока на стадии испытаний, но уже в ближайшие годы может привести к прорыву в агросекторе. Главный вопрос и озноная задача — баланс между инновациями и регулированием с целью обеспечения безопасности без излишних ограничений.
В самом ближайшем будущем, после завершения всех экспертиз и процедур, предусмотренных законами РФ, до 2030 года ожидается коммерческое внедрение устойчивой пшеницы и картофеля.
На очереди за сельхозкультурами проекты по редактированию фруктов для увеличения лёжкости. А там не за горами и овощи, но есть вероятность, что эти проекты пойдут параллельно. Руководство страны не раз заявляло, что России нужна суверенная селекция и обеспеченность овощной продукцией. Ещё опыт Мичурина показал — селекция не должна и не может стоять на месте. Тем более сегодня, когда уже точно известно, что вся сила в генах! И эту силу селекционеры будут пробуждать, чтобы обеспечить нашу страну, любой её регион и самый укромный её уголок качественными, вкусными и доступными овощами.
Мы желаем вам отменных урожаев с профессиональными семенами Гавриш! Следите за новинками селекции в нашем официальном магазине профессиональных и элитных семян овощей — «Гавриш Шоп»
Гавриш Профсемена
- - - -
По материалам:
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова: РЕДАКТИРОВАНИЕ ГЕНОВ ПШЕНИЦЫ, ЯЧМЕНЯ И КУКУРУЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ CRISPR
Всемирная организация интеллектуальной собственности: Генетичесие ножницы – на лезвии жизни
Российский научный фонд: Сибирские ученые совершенствуют системы геномного редактирования
КиберЛенинка: ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ CRISPR/CAS9 В УЛУЧШЕНИИ СОРТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР