Atklājums tomātos: jauns peptīds varētu mainīt augu ražošanu!

Atklājums tomātos: jauns peptīds varētu mainīt augu ražošanu!

Liels atklājums augu izpētē varētu mainīt izpratni par tomātu imūno aizsardzību. Pētnieku grupa no Tībingenes Universitāte un Hohenheimas Universitāte ir atklājis jaunu peptīdu ar nosaukumu AntiSys, kas ir ļoti svarīgs tomātu augu normālai augšanai un vairošanai. AntiSys darbojas, novēršot auga imūnsistēmas pārmērīgu reakciju. Tas ir īpaši svarīgi, jo pārmērīgas aizsardzības reakcijas var ietekmēt augu augšanu un produktivitāti.

Tomāti izmanto signālpeptīdu sistēmu, lai aizsargātu sevi pret plēsējiem, aktivizējot aizsardzības reakcijas, ja tos bojā kukaiņi. Kukaiņu invāzijas laikā sistēmīns izdalās lielos daudzumos un aktivizē receptoru SYR1. Savukārt AntiSys bloķē šo receptoru, to neaktivizējot, saglabājot tomāta imūnsistēmu neaktīvā stāvoklī.

Atklājuma sekas lauksaimniecībai

Eksperimentos mutanti, kas neradīja AntiSys, ievērojami pasliktinājās, tiem bija mazāk augļu kopu un bija malformācijas. Šie rezultāti rada jautājumus par to, vai līdzīgi antagonisti pastāv citās augu sugās un kā tos var izmantot, lai uzlabotu labību. Pētījums tika publicēts žurnālā Cell, un tam varētu būt tālejoša ietekme uz lauksaimniecību.

Paralēles ar cilvēka imūnsistēmu ir ievērojamas. Arī šajā gadījumā antagonisti slāpē aktivizējošos citokīnus, lai saglabātu iekaisuma reakcijas līdzsvarā. Tas potenciāli varētu novest pie turpmākiem pētījumiem augu bioloģijā, kas veicina izturīgu augu attīstību.

CRISPR/Cas9: revolucionāra tehnoloģija

Lai gan AntiSys atklāšana ir svarīgs solis augu izpētē, gēnu rediģēšanas tehnoloģija CRISPR/Cas9 izraisa satraukumu zinātnieku aprindās. CRISPR/Cas9 ir revolucionārs paņēmiens ģenētisko mutāciju koriģēšanai un precīzu ģenētiski modificētu organismu radīšanai. Iespējamie pielietojumi ir ļoti dažādi: no iedzimtu slimību ārstēšanas līdz izturīgu augu attīstībai.

CRISPR sistēma, dabiska baktēriju aizsardzības sistēma, ļauj īpaši sagriezt DNS un pēc tam to mainīt, izmantojot dažādus labošanas mehānismus. Tā kā vairāk nekā 70% pasaules genoma rediģēšanas projektu izmanto CRISPR/Cas, šī metode ir kļuvusi par mūsdienu bioloģijas pamatu. Īpaši vērā ņemami ir tādi notikumi kā kviešu šķirņu izturība pret miltrasu vai bezglutēna kviešu ražošana.

Tomēr šie sasniegumi saskaras arī ar ētikas problēmām. Kritiķi apgalvo, ka CRISPR/Cas ir jāuzskata par gēnu inženierijas veidu, jo ar genomu tiek tehniski manipulēts. Aizstāvji savukārt uzsver, ka instrumenti pēc lietošanas tiek izņemti un augi nesatur svešus gēnus.

Nākotnes izredzes un noteikumi

2024. gadā 1500 pētnieku, tostarp 35 Nobela prēmijas laureāti, aicināja genoma rediģēšanas metodes atzīt par likumīgām audzēšanas metodēm. Tomēr Eiropas tiesību akti joprojām ir jutīgs jautājums. EKT 2018. gadā nolēma, ka augi, kas rediģēti ar CRISPR/Cas, tiek uzskatīti par ģenētiski modificētiem organismiem, kā rezultātā ES tiek pieņemti stingri noteikumi. Tomēr ES Komisija plāno reformu, lai atvieglotu prasības, kas varētu piedāvāt plašāku CRISPR/Cas atzīšanu Eiropā.

Visā pasaulē, tādās valstīs kā ASV un Ķīna, uz ģenētiski modificētiem augiem attiecas ievērojami mazāk stingri noteikumi. Tā rezultātā konkurences situācija starp reģioniem varētu mainīties par labu tām valstīm, kurās ir mazāk ierobežojoši gēnu inženierijas likumi.