Исследователи из Техасского технологического университета совершили значимое открытие в области биотехнологий, предложив принципиально новый подход к созданию генетически модифицированных растений. Руководимый доцентом Гунвантом Патилом научный коллектив разработал инновационную систему, способную радикально ускорить процесс выведения улучшенных сельскохозяйственных культур.
Ключевое достижение команды — создание механизма синтетической регенерации, который обходит традиционное, трудоёмкое и затратное культивирование растительных тканей. Вместо многомесячного выращивания целого растения из одной клетки учёные задействовали естественные механизмы восстановления растений после повреждений. Этот метод позволяет формировать новые побеги непосредственно из травмированных тканей, уже несущих необходимые генетические изменения.
В основе технологии лежит комбинация двух критически важных генов. Первый — WIND1 — отвечает за перепрограммирование клеток в зоне повреждения, второй — изопентенилтрансфераза (IPT) — стимулирует выработку гормонов роста, запускающих формирование новых побегов. Совместное действие этих генов создаёт автономный регенеративный каскад, превращая естественную реакцию растения на травму в инструмент генетической модификации.
Эффективность подхода подтверждена экспериментами с различными культурами — табаком, томатами и соей. Особенно показательны результаты с соей: несмотря на известные сложности генетической модификации этой культуры, метод позволил успешно редактировать её геном при минимальном использовании тканевых культур.
Существенным преимуществом разработки стала её совместимость с технологией CRISPR. Это сочетание даёт возможность вносить точные генетические правки в один этап, создавая трансгенные растения непосредственно на материнском экземпляре. Такой подход существенно удешевляет и упрощает процесс по сравнению с традиционными методами.
По мнению соавтора исследования Луиса Эррера‑Эстреллы, директора Института геномики устойчивости сельскохозяйственных культур к абиотическим стрессам (IGCAST), новая система способна демократизировать растительную биотехнологию. Снижение зависимости от специализированных лабораторных условий и культивирования тканей открывает доступ к генетическим инновациям для широкого круга культур и исследовательских программ, в том числе в учреждениях с ограниченными ресурсами.
Декан Колледжа сельскохозяйственных наук и природных ресурсов Дэвиса Клинт Кребиэль подчёркивает: разработка знаменует существенный прогресс в сельскохозяйственных исследованиях. Ускорение процесса выведения новых сортов может сыграть ключевую роль в решении проблем глобальной продовольственной безопасности и устойчивого производства.
Учёные видят в своём открытии мощный инструмент для создания более устойчивых, питательных и болезнеустойчивых культур. Это особенно актуально в условиях меняющегося климата и растущего мирового спроса на продовольствие.
На текущем этапе команда сосредоточена на масштабировании технологии. В планах — адаптация системы для важнейших продовольственных и энергетических культур, включая зерновые и бобовые, а также дальнейшее совершенствование интеграции с методами точного редактирования генома.
Гунвант Патил обозначил стратегическую цель проекта: создание универсальной платформы трансформации растений, которая позволит вдвое сократить время от момента научного открытия до выведения улучшенных сортов сельскохозяйственных культур. Это может стать решающим прорывом в ускорении селекционных процессов и повышении эффективности аграрных инноваций.