Kartupelis, kas izgatavots ar gēnu rediģēšanu

Dens Voytas ir augu ģenētiķis Minesotas Universitātē. Bet divas dienas nedēļā viņš pārtrauc mācīties DNS inženierijas pamatus un dodas uz tuvējo uzņēmumu Cellectis Plant Sciences, kur viņš tos pielieto.

Kartupeļu stādi, kas aug ģenētiskās inženierijas uzņēmumā Cellectis.

Viņa jaunākais radījums, kas šomēnes aprakstīts augu žurnālā, ir Ranger Russet kartupelis, kas neuzkrāj saldos cukurus tipiskā aukstuma temperatūrā. Tas ļaus tai kalpot ilgāk, un, kad tas tiek cepts, tas neradīs tik daudz akrilamīda, kas ir aizdomas par kancerogēnu.

Kartupeļi atšķiras ar to, ka tie tika audzēti, izmantojot gēnu rediģēšanu — jauna veida DNS izmaiņu paņēmienu, kas, pēc augu zinātnieku domām, būs revolucionārs tā vienkāršības un spēka dēļ. Šī tehnoloģija varētu būt arī veids, kā izstrādāt augus, kas izvairās no aizspriedumiem, un noteikumiem, kas parasti saistīti ar ģenētiski modificētiem organismiem (ĢMO).

Ranger Russet gadījumā Voitas gēnu rediģēšanas tehnika, kas pazīstama kā TALEN, neatstāja nekādas citas pēdas kā tikai dažus dzēstus DNS burtus. Rediģēšanas rezultātā tika atspējots viens gēns, kas saharozi pārvērš glikozē un fruktozē. Bez tā, Voytas domā, kartupeļus var uzglabāt daudz ilgāk, nezaudējot kvalitāti.

Kartupelis ir prototips tam, ko, pēc zinātnieku domām, ir strauji ienākoša jaunā ģenētiski modificēto augu paaudze. Izmantojot gēnu rediģēšanu, mazie uzņēmumi domā, ka var ļoti ātri izveidot jaunas kultūras par nelielu daļu no parastajām izmaksām — pat tādās sugās, kuras līdz šim lielākoties nav skārušas biotehnoloģija, piemēram, avokado, sorgo un dekoratīvie ziedi.

Lielākā daļa ģenētiski modificēto kultūru, kas līdz šim ir audzētas komerciāli, ietver baktēriju gēnus, lai tās ražotu insekticīdus vai izturētu nezāļu iznīcinātājus. Sabiedrības iebildumi un normatīvās prasības padara šo transgēno augu attīstību dārgu. Tāpēc gandrīz visas biotehnoloģijas rūpnīcas ir ienesīgas, lielas kultūras, piemēram, soja, kukurūza un kokvilna, un tās pārdod tikai daži lieli uzņēmumi, piemēram, Monsanto un DuPont.

Augustā ASV Lauksaimniecības departaments stāstīja Cellectis ka atšķirībā no transgēnajiem augiem tā kartupeļi netiktu regulēti. Tas nozīmē, ka Ranger Russet tā vietā, lai to audzētu iežogotos testa parauglaukumos un ģenerētu drošības datu mapes pēc mapes, Ranger Russet var ātri nonākt tirgū. Pirms diviem gadiem aģentūra nonāca pie līdzīga secinājuma, kad tā apsvēra DNS rediģētu kukurūzas augu, ko izstrādājis Dow AgroSciences, lai gan tas vēl netiek pārdots.

Dens Voytas

Zinātnieki saka, ka tādi produkti kā kartupeļi ir tikai sākums gēnu rediģēšanas metodēm augos. Tās pašas tehnoloģijas ļaus veikt daudz sarežģītāku inženieriju, tostarp manipulācijas ar fotosintēzi, lai augi augtu ātrāk un iegūtu vairāk barības. Tā ir milzīga iespēja, neaptverama iespēja, saka Martins Spaldings, augu pētnieks no Aiovas štata universitātes.

Pagaidām šīs metodes tiek izmantotas, lai modificētu augus pieticīgākos veidos. Pirmais šīs tehnoloģijas vilnis ir tikai dažu bāzu pāru noņemšana, saka Yinong Yang, Penn State universitātes augu patoloģijas profesors, atsaucoties uz DNS burtu A, G, C un T kombinācijām, kas veido genomu. . Izsitot tikai pareizo gēnu, kā pētnieki to darīja ar kartupeli, ir iespējams piešķirt augam dažas vērtīgas īpašības.

Nākamais solis, Jans saka, būs mainīt augu gēnu DNS burtus, nomainot viena auga gēna versiju pret cita auga gēna versiju, kas, teiksim, piedāvā rezistenci pret slimībām. Jans saka, ka pastāv pret puvi izturīgs rīsu veids, kas no komerciālām sugām atšķiras tikai ar dažiem DNS burtiem. Es varētu to vienkārši mainīt pret pretestību, viņš saka. Tas ir kā gēnu terapija cilvēkiem. Viņš saka, ka šobrīd risina sarunas par līgumu, lai ražotu gēnu rediģēto rīsu.

Kas attiecas uz Voytasu, šī nav pirmā reize, kad viņš ir nolēmis rediģēt augus. Pirms desmit gadiem viņš nodibināja uzņēmumu ar nosaukumu Phytodyne, kura pamatā bija agrāka tehnoloģija, ko sauca par cinka pirkstu nukleāzēm, taču tas izbeidzās pēc tam, kad Dow AgroSciences samaksāja vairāk nekā 50 miljonus ASV dolāru par ekskluzīvām tiesībām izmantot šāda veida gēnu rediģēšanu augos.

Voytas 2010. gadā sadarbojās ar Francijas biotehnoloģiju uzņēmumu Cellectis pēc tam, kad tas piedāvāja viņu iecelt jaunas rūpnīcu inženierijas nodaļas zinātnes vadītāja amatā. Taču sākotnējie centieni saskārās ar grūtībām, kad ar citu gēnu rediģēšanas sistēmu, meganukleāzēm, bija grūti strādāt, un to arī saistīja strīdi par patentiem.

Galu galā Voytas atgriezās laboratorijā un izgudroja jaunu veidu, kā rediģēt gēnus, izmantojot īpaši izstrādātas olbaltumvielas, ko sauc par TALEN. Šī tehnoloģija tika izmantota, lai pagatavotu Cellectis kartupeļus, kā arī sojas pupiņas ar uzlabotu eļļu. Kopš tā laika Voytas un Cellectis ir strādājuši arī ar jaunāku tehniku, ko sauc par CRISPR (sk Genoma ķirurģija ).

Voytas saka, ka kartupelis tika izveidots tikai aptuveni gadu. Ja jūs to darītu, izmantojot audzēšanu, tas aizņemtu piecus līdz 10 gadus, viņš saka.

Kopumā, saka Luks Matiss, Cellectis Plant Sciences izpilddirektors, kartupeļu izstrāde izmaksāja desmito daļu no tā, ko tas izmaksā, lai izveidotu un laistu tirgū transgēnu augu, piemēram, kukurūzu vai soju. Mums joprojām būs jāģenerē daži dati, taču tas nebūs milzīgs process, saka Matiss, kurš turpina tikties ar regulatoriem, lai noteiktu, kādi soļi ir jāveic, pirms kartupeļus var pārdot.

Cellectis veiks sākotnējo stādīšanu, tiklīdz Minesotā iestāsies silts laiks. Pirmās kultūras noteiks, vai kartupeļiem ir siltumnīcas testos redzamās komerciālās priekšrocības. Mums ir jāpārbauda, ​​vai varam kartupeļus uzglabāt aukstumā, saka Matīss. Kad mums ir komerciāls koncepcijas pierādījums, mēs varam apspriest ar lauksaimniekiem, kāds ir procentu līmenis.

Floridas Universitātes dārzkopības zinātņu profesors Kevins Folta stāsta, ka aptuveni 50 eksperti, tostarp zinātnieki un juristi, šogad tikās Arizonā, lai apspriestu gēnu rediģēšanu un to, kā organizēt nozares pieeju regulatoriem ASV un ārvalstīs. Viņš saka, ka ikviens, kas strādā jebkāda veida augu inženierijā, enerģiski izmanto šīs tehnoloģijas, jo īpaši ar kultūrām, kurām ir sarežģīti genomi vai kuras nevar viegli pavairot. Ir daudz augu, kuriem nepieciešami risinājumi. Viņš saka, ka gēnu rediģēšana ļaus citrusaugļu kokus pārveidot tā, lai ar parasto audzēšanu būtu nepieciešami 150 gadi.

Folta saka, ka plānošanas sanāksmē netika iekļauti ĢMO pretinieki. Uzaicināt cilvēkus, kuri uz lietām raugās nezinātniski, aizsprostotu diskusiju, saka. Nav nevienas tehnoloģijas, ar kuru viņi būtu apmierināti.

paslēpties