Растения под защитой

Биотехнологи Евразийского национального университета им. Л. Н. Гумилева впервые в Казахстане используют технологию геномного редактирования CRISPR⁄Cas13 для защиты растений от вирусов. Инновационное решение ученых вуза позволило повысить иммунитет сельскохозяйственных культур, их устойчивость к болезням и стрессам.

Биотехнологи ЕНУ формируют способность растений противостоять вирусам с помощью вышеназванной технологии. Они применяют систему CRISPR⁄Cas13, повышая ее активность с помощью белка. Такое инновационное решение решает проблему доставки экзогенных нуклеиновых кислот в живой организм.

– CRISPR⁄Cas – это технология редактирования генов, которую применяют и к растениям во всем мире. Мы впервые в Казахстане используем систему, которая направлена не на ДНК, а на РНК последовательности на семейство томбусвирусов. Все вирусы, которые заражают живые организмы, в основном, на 95%, состоят из РНК генома. Мы не используем CRISPR⁄Cas 9 или 12, которые нацелены на ДНК, потому что вирусы быстро эволюционируют и научились противостоять этим системам, – пояснила постдокторант ЕНУ Нургуль Иксат.

Ученые планируют провести исследования на другие семейства вирусов, а также получить растения с длительным эффектом устойчивости к ним. Методика может быть применена в области вирусологии, биотехнологии растений, биологии. Ее можно использовать на все виды пасленовых – томаты, баклажаны и другие.

Как объясняет ученый, у ­каждого организма есть защитный механизм, и при попадании чужеродных ­нуклеиновых кислот клеточный ­иммунитет всегда старается подавить их распространение. Эта проблема решается с помощью P19 белка. В результате повышается не только эффективность CRISPR системы, но и появляется возможность получить семена, устойчивые к вирусу.

– Мы сможем вывести семена, обладающие устойчивостью к вирусным заболеваниям. Также на основе данной методики в полевых условиях есть возможность за полчаса провести тест на определение болезни растений. Когда к нам в страну привозят разные семена, они проверяются дорогостоя­щими методами, такими как NGS. ­Экспресс-тесты помогут проверить это быстрее и решить, ввозить семенной материал в страну или нет. Если мы получим у себя в стране новые семена с устойчивостью к вирусным заболеваниям, появится возможность сократить внешние поставки семенного материала, – отмечает Нургуль Иксат.

Ученые занимаются научными разработками в этом направлении с 2021 года. Исследовательские работы проводятся на базе лаборатории биотехнологий им. Рустема Омарова при ЕНУ.