Исследователи Квинслендского университета впервые ввели генетический материал в растения через их корни, открыв потенциальный путь для быстрого улучшения сельскохозяйственных культур. Профессор Бернард Кэрролл из Школы химии и молекулярных бионаук говорит, что технология наночастиц может помочь точно настроить гены растений, чтобы повысить урожайность и улучшить качество продуктов питания.
«Традиционная селекция и генетическая модификация растений требуют не одно поколение для выведения нового сорта культуры, что занимает много времени и стоит дорого. Нам удалось заставить корни растений поглощать безвредные наночастицы, которые были разработаны для доставки вакцин и лечения рака у животных», — говорит профессор Кэрролл.
«Клеточные стенки растений жесткие и похожи на дерево, гораздо жестче, чем клетки человека или животных, поэтому мы покрыли наночастицу белком, который мягко разрыхляет клеточную стенку растения. Белковое покрытие помогло наночастице пробиться сквозь клеточные стенки и впервые доставить синтетический груз мРНК в растения», — поясняют ученые.
МРНК — это естественные молекулы, содержащие генетические инструкции для создания и развития всех форм жизни. Исследовательская группа использовала наночастицы для доставки синтетической мРНК, продуцирующей зеленый флуоресцентный белок, в различные виды растений, включая арабидопсис — миниатюрный представитель семейства рапсовых и капустных, широко используемый в генетических исследованиях.
«Удивительно, что вместо того, чтобы передать весь свой груз в первую попавшуюся клетку, наночастица путешествовала по растению вместе с водой, распределяя мРНК по мере продвижения», — говорит профессор Кэрролл. «Это очень интересно, потому что при дальнейшем совершенствовании технология может быть использована для более быстрого выведения новых сортов сельскохозяйственных культур».
«В будущих исследованиях мы могли бы направить свои усилия на решение какой-либо проблемы, например, вкуса или качества, и получить новый сорт без необходимости десятилетней селекции или генетической модификации. Подобно тому, как мРНК-вакцина производит белок для стимуляции иммунной системы, а затем разрушается, мРНК, которую мы вводим в растения, экспрессируется кратковременно, а затем исчезает», — заключили специалисты.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Plants.
