Рослини з новими властивостями зазвичай отримують за допомогою селекції і генетичної модифікації, в тому числі геномного редагування. Однак в новому проекті використаний більш екзотичний спосіб – викликаний радіацією мутагенез. Дослідники відправили на навколоземну орбіту насіння сорго і арабідопсису, в надії що деякі з них збережуть життєздатність, придбають корисні мутації і виявляться більш стійкими до несприятливих факторів.
Гусимка звичайна, Arabidopsis thaliana / © Dr Olivier Keech, Smith Lab
Глобальний дефіцит продовольства і зміни клімату змушують вчених створювати все нові сорти сільськогосподарських культур — більш продуктивні і стійкі до несприятливих факторів на кшталт посухи або шкідників. Традиційно з цією метою використовували селекцію – повільний кропіткий відбір і схрещування організмів з цінними властивостями. Пізніше вчені взяли на озброєння генетичну модифікацію організмів – навчилися змінювати генотипи рослин і тварин, в тому числі за допомогою геномного редагування CRISPR/Cas.
Однак існують і інші способи штучно змінити ДНК живої істоти. Серед них – радіаційний мутагенез, тобто стимуляція нових мутацій за допомогою іонізуючого або ультрафіолетового випромінювання. Раніше методику вже застосовували до рослин і мікроорганізмів, які опромінювали за допомогою радіоактивних ізотопів.
Зрозуміло, найчастіше ДНК при цьому просто пошкоджується і (або) набуває шкідливі (в тому числі летальні) мутації. Але іноді завдяки щасливому випадку рослини або мікроби можуть придбати і корисні властивості. Тому Міжнародне агентство з атомної енергії (International Atomic Energy Agency, IAEA) звернулося до нового способу стимуляції у рослин радіаційного мутагенезу.
- Коронавірус перетворюється в сезонне захворювання з сильним загостренням взимку
- Літій будуть добувати з термальних джерел
- Виявилося, що хворобою Альцгеймера можна заразитися від іншої людини
З цією метою насіння сорго (широко культивований злак) і арабідопсиса (один з головних об’єктів досліджень біологів) відправили в космос, а точніше — на навколоземну орбіту. Новим проектом зайнялося агентство з, здавалося б, зовсім іншим профілем робіт — IAEA. За його ініціативою насіння двох видів рослин опинилися на борту ракети Northrop Grumman Corp., за 400 кілометрів від поверхні планети. Вони заховані в тонкостінних металевих коробочках, які кріпляться до поверхні космічного корабля.
Запуск відбувся ще в листопаді, а вже в наступному місяці має відбутися повернення насіння на Землю. Тоді співробітники IAEA доставлять їх в свої лабораторії і візьмуться пророщувати і з’ясовувати, як змінився їх геном, якого роду мутації виникли і роблять вони рослини стійкішими.
Дослідники підкреслюють, що цього разу насіння відправлені на орбіту з самими земними цілями. Вони не намагаються забезпечити продовольством екіпаж космічного корабля або провести фундаментальні дослідження, а сподіваються отримати більш життєздатні рослини-мутанти для обробітку на Землі. У разі успіху їх можна буде вирощувати там, де займатися землеробством стає все важче через постійні зміни клімату.
При всій трудомісткості і поганій передбачуваності результатів «космічний» радіаційний мутагенез має і важливі переваги. Так, отримані з його допомогою організми не можна назвати трансгенними, адже ніякого перенесення ДНК між різними істотами не відбувається.