В Академгородке создали технологию выращивания малоникотинового табака

В линиях табака, полученных в ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», содержание никотина уменьшилось в несколько раз.

Принято считать, что за синтез молекулы никотина отвечают три семейства генов. Это существенно осложняет любые исследования, связанные с их редактированием, поскольку модификации одного гена недостаточно для достижения эффекта: необходимо изменить одновременно несколько похожих генов. Исследования велись с применением так называемого мультиплексного редактирования генома, которое предполагает одновременную модификацию нескольких генов. Работа над проектом заняла у ученых Института цитологии и генетики СО РАН несколько лет.

Используя метод биобаллистики (когда с помощью генной пушки молекулы ДНК, нанесенные на микрочастицы золота, доставляются в ядра клеток), исследователи ИЦиГ СО РАН получили генетически стабильные линии растений табака, в каждой из которых было выключено несколько родственных генов одного из ключевых генных семейств, контролирующих вторичный метаболизм растения.

«Одновременно с нашей работой похожие задачи ставили перед собой и другие группы в мире. Однако оказалось, что выключение конкретных генов табака, связанных с выработкой никотина, приводит к негативным эффектам для роста и часто к стерильности. Гены синтеза табака связаны с ключевыми процессами жизнедеятельности растения. Мы же добились того, чтобы модифицированные растения превратились в нетрансгенные линии с наследуемым сниженным содержанием никотина», — рассказала старший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, кандидат биологических наук Софья Викторовна Герасимова.

Отключение отдельных генов привело к разным результатам, в результате на два наиболее перспективных способа уменьшения содержания никотина в табаке были получены патенты. Первый способ состоял в выключении генов семейства PMT, у таких растений содержание никотина уменьшалось не менее чем вдвое, а сами растения были даже немного крупнее исходных, на которых ставились эксперименты по отключению гена. Второй способ предполагал отключение генов семейства QPT, что уменьшало содержание никотина в пять и более раз, но при этом сами растения оказались в разы меньше, чем контрольные экземпляры, и обладали высокой степенью стерильности. «Это очень интересный результат с точки зрения науки, ранее никем не описанный. Сейчас мы продолжаем исследования данной линии, чтобы лучше понять, как ген, участвующий в выработке никотина, связан с ростом растения», —  подчеркнула научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, кандидат биологических наук Нина Егоровна Костина.

По ее словам, у запатентованных линий (особенно первой) есть и очевидные перспективы прикладного применения  как базы для создания уже сортов табака с пониженным содержанием никотина. Такой табак, благодаря простоте размножения и другим своим свойствам, может служить биореактором для накопления различных полезных веществ или кормовой базой для разведения насекомых — например, вредителей для проведения дальнейших лабораторных исследований по теме защиты растений. Для курильщиков же появление табачных изделий с низким содержанием никотина пойдет на пользу, хотя в сигарете содержатся и другие вредные вещества.

 По материалам пресс-службы ФИЦ ИЦиГ СО РАН, фото из открытых источников

Больше информации о программе «Академгородок 2.0» и СКИФ — на нашем телеграм-канале

04.03.2024
В НГУ организован центр по искусственному интеллекту

Напомним, в конце декабря прошлого года НГУ...

27.02.2024
В Академгородке установлен суперкомпьютер «Сергей Годунов»

В официальной церемонии открытия приняли участие заместитель...

22.02.2024
В Академгородке подведены итоги молодежного конкурса эссе о науке

Председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон...