CRISPR czyni kukurydzę jeszcze bardziej niezwykłą!
Gwałtowne zmiany warunków klimatycznych na świecie, takie jak stres termiczny, susze i zasolenie, wpływają na produktywność roślin uprawnych, dostępność żywności i jej bezpieczeństwo. Kukurydza jest jednym z najważniejszych dla świata źródeł żywności, dlatego istnieje paląca potrzeba przeprowadzenia multidyscyplinarnych badań naukowych, aby wybrać lub wyhodować wydajne odmiany roślin hodowlanych wykazujących odporność na tego rodzaju abiotyczne czynniki stresowe, co może zwiększyć produktywność kukurydzy. Kukurydza ma istotne wymagania w odniesieniu do nawodnienia, co czyni ją podatną na suszę. Umożliwiająca edycję genów biblioteka CRISPR spieszy na ratunek W ramach finansowanego przez UE projektu CRISP-4-CROPS wykorzystano najlepszą, jak dotąd, bibliotekę umożliwiającą edycję genów – CRISPR/Cas9 – aby osiągnąć cele współczesnego rolnictwa w bardziej wydajny sposób. „Naszym podstawowym założeniem było pozyskanie odmiany kukurydzy o niższych wymaganiach w odniesieniu do wody. Jest to cecha niezwykle ważna zarówno dla rolników, jak i dla konsumentów, ze względu na wydajne wykorzystywanie cennego zasobu naturalnego”, tłumaczy dr Nora Alonso Casajús, prezes firmy Iden Biotechnology SL(odnośnik otworzy się w nowym oknie), która koordynowała projekt CRISP-4-CROPS. Choć proces rozwoju wymaga o wiele więcej czasu, niż rok trwania projektu, w ramach CRISP-4-CROPS zdecydowano o zbadaniu możliwości wykorzystania technologii CRISPR w modyfikacji kukurydzy. Gdy udało się to ustalić, na potrzeby wdrożenia opracowano najlepsze podejście technologiczne. „Wówczas”, podkreśla dr Alonso, „możemy pozyskać nowe linie kukurydzy, aby przybliżyć się do realizacji ogólnego celu, jakim jest opracowanie nowych odmian”. Odpowiedzialny za innowacje partner projektu CRISP-4-CROPS, dr Ricardo Mir Moreno, ma szerokie doświadczenie w dziedzinie technik biologicznych i edytowania genomu z pomocą technologii CRISPR. Dr Mir aktywnie przyczynił się do wszystkich kluczowych osiągnięć projektu CRISP-4-CROPS, począwszy od identyfikacji genów docelowych i zaprojektowania całego systemu CRISPR po systemy najbardziej odpowiednie dla genomu kukurydzy. „Był on także mentorem dla personelu Iden, przekazując im misję kontynuowania badań po zakończeniu projektu CRISP-4-CROPS”, dodaje dr Alonso. Ograniczenia czasowe i wgląd w przyszłość Tworzenie materiału kukurydzy, tzw. kalusów, a także ich transformacja przy pomocy metody CRISPR może zająć 7 miesięcy, ale czas jest na wagę złota. „Proces optymalizacji technik transformacji kalusów przy pomocy systemu CRISPR zajął dłużej, niż oczekiwaliśmy. Z tych powodów byliśmy zmuszeni do wprowadzenia zmian w projekcie, aby zmaksymalizować wydajność”, zauważa dr Alonso. Ponadto, wprowadzenie komercyjnego produktu na rynek może przy wykorzystaniu technologii CRISPR zająć 7-10 lat. „Proces tworzenia nowej odmiany rośliny uprawnej, od laboratorium, po wprowadzenie do obrotu, przy pomocy tradycyjnych narzędzi inżynierii genetycznej wyniesie, w zależności od rośliny, prawdopodobnie między 9 a 12 lat”, zauważa badaczka, kontynuując: „W tym kontekście zboża są szczególnie trudne pod względem inżynierii genetycznej i hodowli, a proces ich projektowania zajmuje więcej czasu”. Dr Alonso podsumowuje znaczenie badania CRISP-4-CROPS: „Choć jest to obiecująca i niezwykle użyteczna technologia, projekt wskazał na techniczne trudności i skalę złożoności procesu wprowadzania produktu opartego na zmodyfikowanych przy pomocy systemu CRISPR roślin z punktu widzenia ram czasowych”. Najnowsze orzeczenie Trybunału Sprawiedliwości UE stwierdza, że organizmy powstałe przy pomocy współczesnych technik mutagenetycznych, w tym CRISPR, mają być jednolicie postrzegane jako organizmy modyfikowane genetycznie. „Mamy nadzieję, że wiedza akademicka i kryteria naukowe zaważą na ostatecznej decyzji, aby regulować przyjęcie współczesnych technik edycji genów, na skutek czego europejskie MŚP będą mogły kontynuować procesy projektowania i rozwoju innowacji o wysokiej jakości”, dodaje na koniec badaczka.
