იდეალური კულტივირებული მცენარეა გემრიელი და მაღალმოსავლიანი, ასევე მდგრადია დაავადებებისა და მავნებლების მიმართ. მაგრამ თუ შესაბამისი გენები ერთმანეთისგან შორს მდებარეობს ქრომოსომაზე, ზოგიერთი დადებითი თვისება შეიძლება დაიკარგოს შერჩევის პროცესში. ყველა დადებითი თვისების ერთად გადაცემის უზრუნველსაყოფად, კარლსრუეს ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (KIT) მკვლევარებმა გამოიყენეს CRISPR/Cas მოლეკულური მაკრატელი არაბიდოპსისის ცხრა მეათე ქრომოსომის ინვერსიისა და გენეტიკურად დეაქტივაციისთვის. Phys.org პორტალი. ქრომოსომის ამ ნაწილში კოდირებული ნიშან-თვისებები გენეტიკური გაცვლისთვის „უხილავი“ ხდება და, შესაბამისად, შეიძლება უცვლელად გადავიდეს.
მიზნობრივი რედაქტირება, ჩასმა ან ჩახშობა გენები მცენარეებში შესაძლებელია CRISPR/Cas მოლეკულური მაკრატლის გამოყენებით. ეს მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მცენარეთა წინააღმდეგობის გასაზრდელად მავნებლების, დაავადებების ან გარემოზე ზემოქმედება ოთხშაბათს.
„ბოლო წლებში, პირველად, ჩვენ შევძელით CRISPR/Cas-ის გამოყენება არა მხოლოდ გენების რედაქტირებისთვის, არამედ ქრომოსომების სტრუქტურის შესაცვლელად“, - ამბობს პროფესორი ჰოლგერ პუჩტა, რომელიც თავის გუნდთან ერთად სწავლობს გენის მაკრატელს. ჩინეთის ბოტანიკურ ინსტიტუტში 30 წელია.
ახლა მკვლევარებმა შეძლეს პრევენცია გენეტიკური გაცვლა, რომელიც, როგორც წესი, მემკვიდრეობითი პროცესის ნაწილია, მაგრამ შეიძლება დაარღვიოს მახასიათებლებს შორის ურთიერთობა. აქამდე თუ მცენარის ნიშან-თვისებები ერთად გადაეცემოდა, ამ ნიშან-თვისებების გენები ერთმანეთთან ახლოს უნდა ყოფილიყო ერთ ქრომოსომაზე. თუ ასეთი გენები ერთმანეთისგან უფრო დაშორებულია, ისინი ჩვეულებრივ განცალკევდებიან მემკვიდრეობის დროს, ამიტომ სასარგებლო თვისება შეიძლება დაიკარგოს შერჩევის პროცესში.
კვლევისას მეცნიერებმა ბუნების მაგალითი მიჰყვეს. „ინვერსიები - ერთგვარი გენეტიკური უხილავობა - ასევე ხშირად ხდება უფრო მცირე მასშტაბით ველურ და კულტივირებულ მცენარეებში. ჩვენ ვისწავლეთ გაკვეთილები ბუნებიდან, გამოვიყენეთ და გავაფართოვეთ ცოდნა ბუნებრივი პროცესი“, – ამბობს პუჩტა.
მცენარეთა გენეტიკის და კულტივირებული მცენარეების კვლევის ინსტიტუტის პროფესორ ანდრეას ჰუბენთან თანამშრომლობით. ლაიბნიცმა (IPK) პუჩტამ და მისმა გუნდმა მოაქცია ქრომოსომის ცხრა მეათედი მოდელ ორგანიზმში, Arabidopsis thaliana. მხოლოდ ქრომოსომების ბოლოებში შეინარჩუნეს გენებმა თავდაპირველი თანმიმდევრობა. „ამ ფრაგმენტებით, ქრომოსომა შეიძლება გადაეცეს შემდეგ თაობას, ისევე როგორც სხვა ქრომოსომები და არ დაიკარგოს მთლიანად“, - ამბობს პუჩტა.
სასოფლო-სამეურნეო კულტურების ეფექტური კულტივირებისთვის მნიშვნელოვანია რაც შეიძლება მეტი ხელსაყრელი თვისების გაერთიანება ერთ მცენარეში. „რა თქმა უნდა, მცენარის სელექციონერებს სურთ, რომ მათი პროდუქცია იყოს გემრიელი, შეიცავდეს რაც შეიძლება მეტ ვიტამინს და ასევე დაავადებისადმი მდგრადი იყოს. ჩვენი მეთოდით ჩვენ შეგვიძლია ამის გამარტივება მომავალში“, - ამბობს პუჩტა.