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
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...