Генное редактирование цитрусовых, чтобы сделать их менее горькими, может не только побудить большее число людей употреблять их в пищу, но и помочь спасти отрасль от разрушительной эпидемии
Если вы никогда не едите грейпфруты, потому что находите их слишком горькими, возможно, вам больше понравятся сорта CRISPR. Было показано, что отключение одного гена с помощью редактирования генов может значительно снизить уровень химических веществ, которые придают грейпфруту такую горечь.
“Это может расширить рынок сбыта”, — говорит Нир Карми из Центра Volcani в Ришон-ле-Ционе, Израиль. “Дети обычно не любят грейпфруты, потому что они слишком горькие для них”.
Он считает, что такой подход может даже помочь спасти цитрусовую индустрию. Бактериальное заболевание, называемое «позеленение цитрусовых», также известное как «хуанлунбинг», оказывает разрушительное воздействие на эти фрукты. По словам Карми, насекомые, распространяющие бактерии, не могут выжить в районах с холодными зимами, но морозостойкие сорта цитрусовых настолько горькие, что они несъедобны.
Подход к редактированию генов может впервые позволить создать съедобные холодостойкие сорта, а это означает, что выращивание цитрусовых может переместиться из субтропических регионов, таких как Флорида, в регионы с умеренным климатом, такие как Северная Европа.
Кислинка цитрусовых обусловлена их кислотностью, особенно высокой в лимонах. Однако их горечь обусловлена рядом других соединений. Предыдущие исследования показали, что горечь грейпфрута в основном обусловлена химическим веществом под названием нарингин, а также близкородственными молекулами, называемыми неогесперидин и понцирин.
Поэтому команда Карми использовала редактирование гена CRISPR в одном сорте грейпфрута, чтобы деактивировать ген фермента, который вырабатывает эти три химических вещества. Грейпфрутовым деревьям требуется несколько лет, чтобы начать плодоносить, поэтому исследователи пока не смогли попробовать плоды на вкус. Но ни одно из трех химических веществ не было обнаружено в листьях грейпфрутовых деревьев CRISPR, поэтому они уверены, что они не будут присутствовать и в плодах.
Отредактированные деревья также содержат дополнительный “ген-маркер”, который позволяет команде легко определить, какие растения были успешно отредактированы. Из-за этого маркерного гена деревья являются трансгенными, что затрудняет и удорожает получение разрешения на продажу любых плодов, которые они приносят, в большинстве стран. В некоторых странах, включая США и Японию, растения с простыми изменениями генов не считаются генно-инженерными, поэтому получить одобрение там дешево и просто.
Теперь команда планирует внести такие же изменения в грейпфрут без добавления маркерного гена. Это достижимо, но требует большой работы, говорит член команды Елена Плессер, также работающая в Центре Volcani. “Это очень утомительно”.
Карми говорит, что другие команды по всему миру занимаются подобными проектами, но он считает, что его группа самая продвинутая.
Исследователи также планируют отключить этот же фермент в холодостойких цитрусовых, таких как трехлистный апельсин, плоды которого несъедобны из-за высокого содержания в них нарингина, неогесперидина и понцирина. Затем деревья будут скрещены с популярными сортами цитрусовых, такими как апельсины, чтобы получить вкусные плоды без косточек, сохраняя при этом устойчивость к холоду, характерную для трехлистных апельсинов. На это может уйти много лет.
Такое редактирование генов может значительно изменить вкусовые качества фруктов, говорит Эрин Малвихилл из Университета Оттова в Канаде, которая изучала нарингин.
Еще одна причина, по которой некоторые люди не едят грейпфрут, заключается в том, что он может подавлять работу печеночных ферментов, расщепляющих такие лекарства, как статины, что приводит к опасно высокому уровню сахара в крови у тех, кто их принимает. Нарингин — одно из химических веществ, содержащихся в грейпфруте, ответственное за этот эффект, но не единственное, говорит Муливихилл. “Чтобы полностью исключить взаимодействие грейпфрута с лекарственными препаратами, пришлось бы удалить многие гены”.