Исследователи из университетов Токио, Тохоку и Тамагава получили первый, прогнозируемо высокий урожай от четырех новых сортов риса и трех сортов рапса. Все они – мутанты, полученные недоступным еще недавно методом редактирования ДНК в митохондриях родительского растения. Он принципиально отличается от манипуляций с геномом базовой ДНК и сулит громадные перспективы в сельском хозяйстве.
Митохондрии образно называют «электростанциями» клетки, так как они ответственны за выработку энергии. И они имеют свою, обособленную ДНК, которая у животных невелика и незначительна по сравнению с базовой ДНК в ядре клетки. У растений же все иначе, их митохондриальная ДНК огромна, очень запутанна, многие механизмы экспрессии генов ученые не понимают до сих пор, а некоторые митохондрии вообще не имеют своих ДНК. Немудрено, что изучение этой области ранее не велось из-за массы трудностей.
Однако и ситуация, когда большая часть генома растений остается недоступной для редактирования, ученых не устраивает – это резко ограничивает генетическое разнообразие растений, тормозит выведение полезных сортов. Поэтому, несмотря на всю сложность, работы уже ведутся и первых успехов достигли специалисты из Японии. Они переделали механизм редакции генома для животных в технологию под названием «mitoTALENs», которая работает как «ножницы», позволяя вырезать отдельные гены из ДНК.
Ученые обнаружили ген, ответственный за фактор «цитоплазматической мужской стерильности», приводящей к бесплодию у мужских особей растений. После удаления этого гена были созданы несколько новых сортов, у которых фактор бесплодия оказался сведен к минимуму. Новые сорта дали прекрасный урожай, но важнее другое – первый шаг в редактировании митохондриальной ДНК открывает обширное поле деятельности для генетиков и селекционеров. Этот процесс вовсе не будет быстрым, наоборот, но он уже запущен и это внушает надежду.