דובדבן הקרקע: CRISPR משמש כדי להפוך חדש, טעים, פירות מהונדסים גנטית

לפני התירס היה תירס, זה היה דשא רזה שהפיק רק שורה אחת של גרעינים על כל גבעול. מאות שנים של רבייה הפכו אותו למפעל גדל במהירות עם אוזניים גדולות, מתוקות, צפופות. למעשה, רוב התוצרת שאנחנו מכירים עכשיו לקח מאות דורות להיות מה שהם היום. אבל עכשיו מדענים, חמושים עם עוצמה CRISPR-Cas9 גן טכנולוגיה העריכה, הם whittling את תהליך הביות רק כמה שנים. הניסוי הראשון שלהם הוא דובדבן הקרקע - פרי לשעבר, עכשיו טעים פירות שיש לו כל מה שנדרש כדי להפוך את תות השדה הבא.

במאמר שפורסם ביום שני בכתב העת צמחים, צוות של חוקרים תיאר כיצד הם השתמשו CRISPR לעשות את דובדבן הקרקע (פיזאליס) מתאים יותר לחקלאות. הפרי המתוק הטרופי, בגודל של דובדבן, השוכן בקליפת נייר מגוננת, ידוע כ"יבול יתום "- אחד עם כמה תכונות רצויות אבל לא מספיק כדי להפוך את החקלאים רוצים לגדל אותם. בטבע, דובדבן הקרקע הוא, טוב, פרוע - הוא גדל בכל מקום ויש לו פירות קטנים, דלילים כי נופלים הגפן כאשר הם בשלים.

אבל באמצעות CRISPR כדי לערוך את אלמנטים unattractive שלו, מדענים חושבים שזה עשוי בסופו של דבר למצוא את סעיף התוצרת של הסופרמרקט.

"עם כמה שיפורים, אולי זה יכול להיות יבול פירות מיוחדים בארצות הברית ולתת לחקלאות עוד יבול פירות לגדול זה לא עץ", ג 'ויס ואן Eck, Ph.D., מומחה ביוטכנולוגיה צמח במכון Boyce תומפסון ו אחד ממחברי המאמר, מספרת הפוך.

בעבר, מעבדה ואן אק למד כיצד להשתמש בעריכה גנטית כדי לצבוט פרודוקטיביות, גודל הפרי, ואיכויות אחרות עגבניות. עבור הניסויים החדשים שלהם, הצוות בחר דובדבנים הקרקע כי, כחלק מהמשפחה Solanaceae, הם קשורים עגבניות (כמו גם תפוחי אדמה, טבק, חצילים, ופלפלים) - ולכן ה- DNA שלהם הוא יחסית ממופה היטב הבין. ואן אק תהה אם העבודה הקודמת של הקבוצה שלה יכולה לשמש כדי לעקוב מהיר אחר הביות של דובדבן הקרקע.

עם עמיתים באוניברסיטת קורנל ו קולד ספרינג הארבור מעבדה, ואן אק וצוותה גילו כי זה אכן אפשרי. על ידי עריכת גנים הקשורים לצמיחה בלתי מוגבלת ולהפוך את הצמחים יפסיקו לגדול ברגע שהם מייצרים פרחים, הם שינו בהצלחה את הדרך שבה דובדבן הקרקע גדל כדי להפוך את הגפנים פחות מטורפים ופראי.

"לקחנו משהו שהוא מאוד פראי ובלתי נשלט ואיילם אותו, עשה אותו קומפקטי יותר, הרגל צמיחה קל יותר להתמודד איתו", אומר ואן אק.

זוהי תכונה חשובה מאוד עבור החקלאים, שעבורם שימוש יעיל בחלל הוא חיוני. "אנחנו גם מקבלים יותר פרחים ופירות נוספים, כך ששיפרנו את התשואה במובן מסוים". הם גם הגדילו את הפירות במידה ניכרת. בעתיד, הם רוצים למקד גנים הקשורים לתכולת הסוכר כדי להפוך את הפרי מתוק יותר, משהו שכבר נעשה בגן העגבניות העריכה.

ואן אק לא צופה שנקנה קופסאות דובדבנים במכולת בחמש השנים הבאות, אבל היא אופטימית שזה יקרה בסופו של דבר. ברגע שהם מקבלים את דובדבנים הקרקע שונה מן המעבדה, הם יצטרכו לקבל אותם לידיהם של החקלאים, אשר משוב על החוויה בפועל של גידול פירות יקבע אילו תכונות צריך להיות קבוע הבא. על הרשימה, אומר ואן אק, הוא נוהג של הצמח להשליך פירות בשלים על הקרקע, אשר יוצר הן אתגר הקציר ואת הסיכון בטיחות מזון. בהתחשב בהצלחתם בעיצוב המאפיין האחר של הפרי, קשה להעלות על הדעת שזו תהיה בעיה.

למרבה האירוניה, הדבר שעשוי להיות המכשול הגדול ביותר כדי לקבל דובדבנים הקרקע לתוך סל הקניות שלך עשוי להיות כלי גנטי שעושה מחקר זה כל האפשר. מאז CRISPR הוא פטנט על ידי המכון רחב, כל התוצרת שנוצרה באמצעות זה לא ניתן למכור אלא אם המדענים מאחוריו לשלם את מאות אלפי דולרים עבור הזכות להשתמש בו.

"כחוקרים אנחנו נהנים מהעובדה שאנחנו לא צריכים לשלם מראש כדי להשתמש בטכנולוגיה זו, וזה נפלא, זה כלי כל כך חזק, אבל ברגע שאנחנו מתחילים לדבר מסחור, העלות של רישוי רק על דפק אותי כיסא ", אומר ואן אק.

היא ועמיתיה אינם נרתעים, שכן הם יכולים ליצור חברה משלהם או שותף עם חברה קיימת כדי לעזור להביא גידולים אחרים השתנה דובדבן הקרקע החדש משוקם לשוק - אולי עם שם יותר אטרקטיבי, יותר מדי.