Ученые Китая и Германии обнаружили, что отключение одного определенного гена у кукурузы и риса способствует увеличению урожайности. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Science.
Исследователи провели картирование геномов двух крупнейших продовольственных культур для поиска генов, связанных с урожайностью. Они обнаружили 490 пар генов, которые выполняли сходные функции у обоих растений, после чего сузили поиск до одной пары генов, которые выполняли сходные функции у кукурузы и риса. Оба они производили один тип белка, который регулирует то количество зерен, что способно произвести каждое растение.
Затем ученые использовали метод редактирования генов CRISPR для создания мутантных растений, у которых эти гены отключены. Растения с модифицированной ДНК производили больше зерен, чем контрольные группы. Урожайность кукурузы увеличилась на 10 процентов, а риса — на восемь процентов.
Ученые утверждают, что мутантные растения можно скрещивать с дикими сортами, чтобы создать новые разновидности культур, устойчивых к изменяющимся условиям окружающей среды, в том числе к глобальному потеплению.
CRISPR-Cas9 представляет собой генетические «ножницы», которые используются бактериями в борьбе с вирусами. Обычно ученые с помощью этого инструмента изменяют нуклеотидную последовательность ДНК. Белок Cas9 разрезает двойную цепочку на определенном участке гена. Это место (сайт) определяет направляющая РНК (sgРНК), которая связывается со специфическим сайтом узнавания, указывая Cas9, где нужно произвести разрез. Если рядом с разрезом находится отрезок ДНК, то он автоматически встраивается в цепочку.