Зачем проект SynMoss выращивает мох с синтетическими генами
Китайские исследователи разработали способ выращивать особым образом модифицированный мох, то есть живые растения с отчасти синтетическими генами. Об успехах научного проекта его участники сообщили в журнале Nature Plants. Коллектив, состоящий из биологов, микробиологов, исследователей растений и разработчиков посевного материала, создал мох с клетками, содержащими частично искусственные хромосомы. Утверждается, что таким образом удалось получить живой организм с прежними свойствами.
Над созданием растений с синтетическими генами и прежде трудились несколько исследовательских проектов. Как известно, генетических модификациях в растениях добиваются с какими-то утилитарными или экологическими задачами. Так, растения пытаются запрограммировать, например, на максимальный рост пищевой массы, или на повышенную выработку кислорода, или с целью потреблять из воздуха как можно больше углекислого газа. Так, в 2023 году одна из групп исследователей изобрела способ до половины генома дрожжей собрать из генов искусственного происхождения. Но дрожжи как родственники растений под большим вопросом, да и слишком просты.
В своём исследовании команда из Китая, что называется, повысила ставку. Учёные заменили гены мха материалом, созданным в лаборатории. Суть достижения в том, что мох, представитель высших растений, генетически намного сложнее дрожжей, которые относятся к одноклеточным грибам. Научный проект назвали SynMoss, что можно перевести как «Синтетический мох».
Исследователи из КНР выбрали мох потому, что отдельная его клетка может размножиться так, что в итоге получается полноценный экземпляр растения. У мха к тому же всего лишь 26 хромосом. Учёные начали проект с того, что стали удалять из генома, то есть полного комплекта всех генов, участки, без которых, растение могло бы обойтись, развиваясь и дальше. Они также удалили транспозоны, в которых не было необходимости. Так называют участки ДНК, способные к передвижению (транспозиции) и размножению в пределах генома. Транспозоны также известны под названием «прыгающие гены», их считают примерами мобильных генетических элементов.
Затем в геном добавили метки, которые впоследствии позволили бы легко обнаружить в будущем крупном растении синтетические участки. Учёные также внесли изменения в генетический код растения, остановив выработку определённого белка и поменяли ряд других «настроек», как они это обозначили. В целом в результате такого вот редактирования генов хромосомы «укоротились» более чем наполовину.
Затем, на предпоследнем этапе проекта, исследователи добавили в геном ранее созданную синтетическую структуру. А после им осталось лишь дать модифицированной клетке мха делиться и разрастаться до масштабов полноразмерного растения.
Наблюдения показали, что растение получилось с виду вполне нормальным. Его масса и форма были средними, а процессы воспроизводства протекали, как у обычного мха за пределами лаборатории. И модифицированный мох оставался таким же устойчивым к повышенному содержанию соли и другим неблагоприятным факторам окружающей среды.
Зачем же понадобился этот дорогостоящий дизайнерский мох, с удалёнными участками генома, без которых он смог обойтись? Как известно, ещё в 2017 году одобрение импорта генетически модифицированных сельскохозяйственных культур занимал в КНР от полутора до шести лет. При этом тамошние контролирующие органы рассматривают исключительно культуры, одобренные в стране-изготовителе для тех же целей. По всей видимости, в Китае ставят амбициозные задачи добиться независимости от зарубежных поставок. А мох, как уже нам известно, показался относительно простым растением для начала собственных исследовательских программ.
Над созданием растений с синтетическими генами и прежде трудились несколько исследовательских проектов. Как известно, генетических модификациях в растениях добиваются с какими-то утилитарными или экологическими задачами. Так, растения пытаются запрограммировать, например, на максимальный рост пищевой массы, или на повышенную выработку кислорода, или с целью потреблять из воздуха как можно больше углекислого газа. Так, в 2023 году одна из групп исследователей изобрела способ до половины генома дрожжей собрать из генов искусственного происхождения. Но дрожжи как родственники растений под большим вопросом, да и слишком просты.
В своём исследовании команда из Китая, что называется, повысила ставку. Учёные заменили гены мха материалом, созданным в лаборатории. Суть достижения в том, что мох, представитель высших растений, генетически намного сложнее дрожжей, которые относятся к одноклеточным грибам. Научный проект назвали SynMoss, что можно перевести как «Синтетический мох».
Исследователи из КНР выбрали мох потому, что отдельная его клетка может размножиться так, что в итоге получается полноценный экземпляр растения. У мха к тому же всего лишь 26 хромосом. Учёные начали проект с того, что стали удалять из генома, то есть полного комплекта всех генов, участки, без которых, растение могло бы обойтись, развиваясь и дальше. Они также удалили транспозоны, в которых не было необходимости. Так называют участки ДНК, способные к передвижению (транспозиции) и размножению в пределах генома. Транспозоны также известны под названием «прыгающие гены», их считают примерами мобильных генетических элементов.
Затем в геном добавили метки, которые впоследствии позволили бы легко обнаружить в будущем крупном растении синтетические участки. Учёные также внесли изменения в генетический код растения, остановив выработку определённого белка и поменяли ряд других «настроек», как они это обозначили. В целом в результате такого вот редактирования генов хромосомы «укоротились» более чем наполовину.
Затем, на предпоследнем этапе проекта, исследователи добавили в геном ранее созданную синтетическую структуру. А после им осталось лишь дать модифицированной клетке мха делиться и разрастаться до масштабов полноразмерного растения.
Наблюдения показали, что растение получилось с виду вполне нормальным. Его масса и форма были средними, а процессы воспроизводства протекали, как у обычного мха за пределами лаборатории. И модифицированный мох оставался таким же устойчивым к повышенному содержанию соли и другим неблагоприятным факторам окружающей среды.
Зачем же понадобился этот дорогостоящий дизайнерский мох, с удалёнными участками генома, без которых он смог обойтись? Как известно, ещё в 2017 году одобрение импорта генетически модифицированных сельскохозяйственных культур занимал в КНР от полутора до шести лет. При этом тамошние контролирующие органы рассматривают исключительно культуры, одобренные в стране-изготовителе для тех же целей. По всей видимости, в Китае ставят амбициозные задачи добиться независимости от зарубежных поставок. А мох, как уже нам известно, показался относительно простым растением для начала собственных исследовательских программ.
- Дмитрий Ладыгин
- freepik.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...