Исследователи из Университета Западной Австралии научились создавать синтетические генные цепи, чтобы контролировать и настраивать, где, когда и при каких условиях окружающей среды ген включается или выключается в растении.
Доктор Джеймс Ллойд и профессор Райан Листер из Школы молекулярных наук UWA опубликовали в журнале Nature Biotechnology исследование «Синтетические схемы памяти для стабильного перепрограммирования клеток у растений».
Доктор Ллойд сказал, что синтетические генные цепи могут быть использованы для создания растений с повышенной устойчивостью к вредным условиям окружающей среды или патогенам, улучшенным ростом и питательными характеристиками, а также для производства новых полезных продуктов по запросу.
«Синтетические генные цепи похожи на электронные схемы, но они построены из биологических частей, таких как ДНК и белки, и работают внутри организма», сказал он.
«Как и любой организм, растения естественным образом растут и функционируют на основе своих сложных встроенных программ. С помощью синтетических генных цепей мы теперь можем писать наши собственные программы, чтобы точно адаптировать функции растений».
Профессор Листер из Центра передового опыта ARC в области биоэнергетики растений UWA и руководитель программы геномной биологии и генетики в Институте Гарри Перкинса сказал, что новую систему генных цепей на основе ДНК можно использовать для программирования растений на включение или включение определенных генов. Ген выключается, когда воспринимает комбинацию определенных условий, которые могут быть внутренними, экологическими или даже искусственными сигналами.
«Наше исследование демонстрирует, как теперь мы можем программировать цепи синтетических генов, которые функционируют в растениях», сказал профессор Листер. «Этот новый набор инструментов для генных цепей позволит контролировать признаки растений с гораздо большей точностью и настраиваемостью, чем это было возможно ранее».
Доктор Ллойд сказал, что более высокий уровень сложности в контроле того, когда и где активируются гены и клеточные процессы в растении, может позволить биотехнологам растений разработать новое поколение «умных растений» с расширенными возможностями, которые активируются только при необходимости, такими как запуск защита от замерзания перед похолоданием.
«Эти схемы дают нам новые возможности для программирования на языке клеток, позволяя развивать новые возможности растений, которые невозможны с помощью традиционных методов селекции или генной инженерии», сказал профессор Листер. «Мы надеемся, что эта возможность настройки позволит выращивать улучшенные культуры и адаптировать растения к новым условиям, таким как растущая индустрия вертикального земледелия в закрытых помещениях, или дальше, когда мы выходим за пределы Земли».
