Что, если вместо многолетней селекции можно просто «исправить» несколько пар генов в ДНК растения? И сделать это с помощью вирусов, которых мы привыкли бояться? О революции в сельском хозяйстве, которая уже на пороге, рассказывает заведующий лабораторией системной геномики и мобиломики растений МФТИ Илья Киров.
В чем суть прорыва?
Раньше с вирусами только боролись. Теперь ученые превратили их в высокоточных курьеров. Их «заряжают» системой геномного редактирования, и те доставляют ее внутрь растительных клеток, чтобы внести точечные изменения в ДНК. Такое редактирование называется «бестрансгенным». Это значит, что в конечном продукте не остается чужеродных генов, только измененный собственный геном растения.
Чем это кардинально отличается от ГМО и химических мутаций?
Как объяснил Илья Киров, разница здесь фундаментальная. Химический мутагенез, по его словам, является грубым методом, вызывающим сотни тысяч случайных мутаций по всему геному и создающим огромный «генетический груз». Классическое ГМО, в отличие от их метода, подразумевает постоянное присутствие чужеродного гена в ДНК, тогда как при бестрансгенном редактировании система вносит точечное изменение в собственный ген растения и затем полностью удаляется из организма.
Главное препятствие: почему редактирование не вышло в поле?
Киров отметил, что долгое время основным «бутылочным горлышком» был этап регенерации — выращивания целого растения из одной отредактированной клетки. Этот процесс, по его оценкам, «съедал» до 80% времени и средств, длился месяцами, а часто и больше года, и для многих культур, таких как подсолнечник, оставался практически нерешаемой задачей.
Как вирусы меняют правила игры?
По словам Кирова, с приходом РНК-вирусов ситуация кардинально меняется. Если классические методы доставки с помощью агробактерий можно сравнить с точечной адресной доставкой, то РНК-вирусы действуют как курьеры, проникающие в самый центр «штаб-квартиры» — меристемы. Он пояснил, что вирусы системно распространяются по растению, что позволяет простым введением препарата в лист, дождаться цветения и в следующем поколении отобрать семена с нужной мутацией.
Результат впечатляет: сроки сокращаются до одного жизненного цикла растения, а стоимость падает в 5–10 раз.
Переломный момент: почему об этом заговорили сейчас?
Идея была не новой, но долгое время не реализовывалась из-за технической сложности: системы редактирования были слишком велики для вируса. Однако недавно произошел прорыв: в 2023 году китайские исследователи впервые показали рабочую модель, а в конце 2024 — начале 2025 года две крупные научные группы доказали возможность доставки редактора прямо в меристему. При этом уже через несколько месяцев китайцы успешно повторили это на пшенице, что стало переломным моментом для всей отрасли.
Что это даст на практике?
Для селекционеров и науки технология резко ускорит изучение функций генов и создание новых сортов, позволив быстро тестировать десятки генов-кандидатов.
Для фермеров, как ожидается, в перспективе 3–5 лет это приведет к сокращению сроков вывода новых сортов, удешевлению семян, появлению большего количества сортов, устойчивых к болезням и стрессам, а также к повышению стабильности урожая и качества продукции.
Примечательно, что если редактор достиг меристемы, мутация полностью передается следующему поколению по классическим законам наследственности.
А что в России?
Касаясь российских разработок, Илья Киров заявил, что задача его коллектива в МФТИ — в течение трех лет разработать и вывести на рынок отечественную платформу для вирусного редактирования. Они уже перепрограммировали вирусы и получили первые растения с целевыми мутациями, а следующей целью является надежная доставка редактора в меристему. Работу планируется начинать с перспективных двудольных культур: свеклы, рапса и томата.
Остается главный вопрос: успеем ли мы за мировым темпом? В США, Японии и Бразилии законодательство уже адаптировано под бестрансгенные технологии — там такие сорта регистрируются по упрощенной схеме. От скорости создания собственных инструментов будет зависеть и наша продовольственная безопасность, и конкурентоспособность аграрного сектора.
Жми на этот текст, если хочешь узнать больше