Випадково створені невразливі віруси-мутанти

Опубликованно 11.08.2019 04:33

Міжнародна група вчених з Канади, Бельгії і Швейцарії виявила нову потенційну небезпеку від технології редагування генів, що застосовується для вирощування стійких до вірусів сільськогосподарських рослин. Виявилося, що в контрольованих лабораторних умовах створення генетично модифікованого маніока призводить до розмноження мутантних вірусів, що сприяють загибелі врожаю. Стаття вчених опублікована в журналі Genome Biology.

В ході дослідження біологи скористалися системою CRISPR-Cas9 для вироблення штучного імунітету у рослин Manihot esculenta до патогенного вірусу африканської мозаїки маніока. Результати експериментів показали, що ця технологія не здатна забезпечити ефективну стійкість до інфекційного агенту в тепличних умовах. Більш того, 33-48 відсотків вірусних геномів, піддалися атаці з боку системи CRISPR, заробили однонуклеотидную мутацію, що надає невразливість до штучного імунітету.

Вчені розробили sgRNA1 — гидовую РНК, яка спрямована проти вірусних генів AC2 і AC3. Перший кодує багатофункціональний білок TrAP, який відповідає за активацію інших вірусних генів, патогенність і придушення сайлесинга (процесу вимикання генів). Другий кодує білок REn, що бере участь в розмноженні вірусу. sgRNA1 вказує ферменту Cas9, який грає роль «ножиць», який ділянку геному потрібно розрізати. У теорії це повинно привести до придушення AC2 і AC3 і знищення вірусу.

Виявилося, що ніяких відмінностей у стійкості до вірусу між рослинами дикого типу і трансгенних маниоком не було. Дослідники прослідковували (встановили нуклеотидну послідовність) 4942 геному вірусів, виділених з рослин через три і вісім тижнів після зараження. Виявилося, що в 33-48 відсотках вірусів, які зазнали впливу CRISPR-Cas9, в гені AC2 відбувалася мутація у вигляді вставки додаткового нуклеотиду. Цей нуклеотид перериває кодування білка, але при цьому створює умови для кодування відсутніх елементів TrAP.

Маніок є бульбоплідні тропічною рослиною, який вирощується і вживається в їжу в Південній Америці, Африці та Азії. Він є основним джерелом вуглеводів для мільярдів людей, однак мозаїчна хвороба призводить до 20-відсоткової втрати врожаю. Таким чином, біотехнології є перспективним напрямком вирішення продовольчої проблеми, хоча віруси з часом розвивають стійкість до різних методів. Дослідники закликають проводити додаткові дослідження генно-інженерних методів боротьби з інфекціями, щоб не допустити еволюцію мутантних вірусів.Що відбувається в Росії і в світі? Пояснюємо на нашому YouTube-каналі. Підпишись!

Категория: Разное