РНК-интерференция действует как регулировка для генов, контролируя уровень экспрессии целевого гена в растении, вместо того, чтобы полностью выводить ген из строя.
Исследователь Техасского Универститета из подразделения A&M AgriLife, Кирти Ратор, доктор философии, объяснил преимущества РНК-интерференции (RNAi) вместо полного нокаута генов в интервью Кей Ледбеттер для аналитической статьи, опубликованной на портале университета.
…За прошедшие годы ученые по всему миру достигли более глубокого понимания РНКи.Это механизм подавления генов, обычно встречающийся у растений, животных и грибов, который служит естественной защитой от вирусов и других клеточных захватчиков.
Исследователи обнаружили множество применений РНКи в здравоохранении и сельском хозяйстве, в последнем случае для защиты урожая. Этот метод нацелен на конкретную информационную РНК или мРНК в организмах и предлагает экологически чистую альтернативу традиционным пестицидам. Его высокая специфичность сводит к минимуму непреднамеренное воздействие на нецелевые организмы, повышая безопасность и эффективность. Метод отличается от известной технологии редактирования генов CRISPR, при который идет полной воздействие на гены для их выключения – нокаута.
«CRISPR похож на переключатель включения/выключения. После его нокаута вся функция гена теряется. Напротив, РНКи напоминает регулировку освещения в комнате посредством снижения уровня экспрессии генов», - поясняет Кирти Ратор.
По его словам, гены играют важную роль. Если этот ген полностью выбит, могут возникнуть неожиданные или нежелательные последствия. «Если вы используете РНКи для снижения уровня экспрессии генов на 50-90%, вы можете избежать пагубных последствий полного нокаута. Кроме того, вы можете воздействовать на ген, вызывающий молчание, с помощью РНКи с высокой тканеспецифичностью», - добавляет он.
В качестве примера Ратор приводит работу по госсиполу. Семена хлопчатника со сверхнизким содержанием госсипола — это первый продукт, использующий РНКи, который вышел из Техасского Университета и прошел дерегуляцию, одобренную Министерством сельского хозяйства США и Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США.
Госсипол, токсичное соединение, присутствует во всем растении хлопчатника и ценится за защиту, которую он обеспечивает растению от насекомых и некоторых болезней, сказал Ратор. Но поскольку госсипол также присутствует в семенах, их нельзя использовать в пищу или корм нежвачным животным, несмотря на высокое содержание белка и масла. Ратор сказал, что это особенно важно, поскольку люди во многих странах-производителях хлопка, особенно в Азии и Африке, страдают от голода и недоедания.
Но в 2019 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США дало зеленый свет использованию семян хлопчатника со сверхнизким содержанием госсипола в пищу людям и в кормах для животных на основе работы Ратора по устранению токсичности семян, над чем он работал почти 25 лет.
«РНКи позволяет нам заставить замолчать ген госсипола в семени, но когда семя вырастает в растение, все в растении возвращается в норму, за исключением семян следующего поколения, - рассказывает он. - С помощью CRISPR вы не сможете добиться тканеспецифичности, как это можно сделать с помощью РНКи. Тканеспецифическое подавление генов позволило нам создать семена хлопчатника со сверхнизким содержанием госсипола. Если бы мы полностью устранили его, насекомые стали бы гораздо чаще нападать на это растение».
По словам Ратора, тканеспецифическое воздействие на другой ген с помощью РНКи также позволило австралийским ученым повысить уровень олеиновой кислоты в хлопковом масле, сделав его почти таким же полезным, как оливковое.
Он считает, что интерес к технологии РНКи для борьбы с вредителями и болезнями продолжает расти, идет обсуждение перспектив регулирования пестицидов на основе РНКи.
«Уже поступает больше продуктов на основе этой технологии. Например, замалчивание RNAi использовалось для снижения уровня кофеина на кофейном заводе, и теперь можно пить кофе с низким содержанием кофеина без необходимости химической экстракции. В защите растений технология также набирает обороты. Вместо того, чтобы создавать этот признак внутри растения, исследователи тестируют спрей для борьбы с конкретными насекомыми-вредителями, подавляя их рост и развитие. Эта технология — один из инструментов, который поможет поддерживать производительность за счет снижения затрат на выращивание сельскохозяйственных культур и обеспечения безопасности для людей и окружающей среды за счет снижения потребности в токсичных химикатах», - заключил Ратор».
Источник: Texas A&M AgriLife. Автор: Кей Ледбеттер. Фото: Texas A&M AgriLife, автор Бет Людекер.
На фото вы видите профессора Кирти Ратора, который стоит в своей лаборатории с растениями хлопчатника со сверхнизким содержанием госсипола, которые были созданы с использованием РНК-интерференции, метода подавления генов.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.