Генетическая инженерия открывает новые надежды в борьбе с вредителями, разрушающими посевы
Новое исследование подчеркивает потенциал генетической инженерии для защиты нашего пищевого запаса от ненасытных насекомых-вредителей. Решение кроется в использовании древних защитных механизмов: сами растения вырабатывают белки, делающие их крахмал недоступным для многих насекомых.
Дикие сорта обладают этими защитными агентами, но при одомашнивании ради более высоких урожаев и простоты потребления эти естественные отпугиватели вредителей часто ослабевали. Теперь ученые видят в генетической инженерии способ вернуть или усилить эти защиты без недостатков традиционных методов генной модификации.
Главными действующими лицами в этой истории являются ингибиторы альфа-амилазы. Эти белки эффективно блокируют ферменты пищеварительной системы насекомых, которые расщепляют крахмал – по сути, они голодом останавливают вредителей на месте. Вредители, такие как хлебные жуки, бобовые моли, хлопковые долгоносики и даже плодовые долгоносики кофе зависят от этих ферментов для выживания, питаясь такими культурами, как кукуруза, фасоль, горох и хранимые зерна.
Ранние исследования в начале 2000-х годов выявили гены, отвечающие за эти ингибиторы в различных растениях, и продемонстрировали их эффективность против конкретных вредителей. Ученые также разрабатывали генетически модифицированные растения с усиленной продукцией этих ингибиторов – но эти подходы столкнулись с препятствиями.
Проблемы традиционных ГМО
Традиционные методы генной модификации (ГМО), хотя и успешные, часто включают в себя внедрение генов из совершенно разных организмов в геном растения. Это может вызвать у потребителей опасения по поводу безопасности и приемлемости, что приводит к дорогостоящим процедурам регулирования и сопротивлению со стороны рынка.
Генетическая инженерия: более точный подход
Вот тут на сцену выходит генетическая инженерия. Технологии, такие как CRISPR, предлагают невероятно точные инструменты для модификации собственного ДНК организма. Вместо того чтобы вводить чужеродные гены, ученые могут корректировать существующие гены в геноме растения, чтобы увеличить производство ингибиторов альфа-амилазы или даже усовершенствовать их эффективность против целевых вредителей.
Потенциальные выгоды значительны. Используя этот подход, растения могли бы естественным образом производить более высокие уровни этих защитных белков без того, чтобы вызывать тревогу как трансгенные организмы в соответствии с нормативными документами, такими как те, которые устанавливает Бразильская национальная техническая комиссия по биобезопасности (CTNBio). Это означает потенциальное ускорение процесса получения одобрения на рынок и большую привлекательность для сельскохозяйственных предприятий, стремящихся к устойчивым решениям в борьбе с вредителями.
«Генетическая инженерия дает нам возможность увеличить производство этих ингибиторов или сделать их более активными в растениях», – поясняет Маркос Фернандо Бассо, исследователь Центра исследований по генетике изменения климата, который возглавил исследование. «Это может стать перспективным путем в ближайшие годы».
Точность манипулирования геномами растений открывает захватывающие возможности для разработки культур, устойчивых к вредителям, одновременно удовлетворяя потребности потребителей и требованиям регулирующих органов по поводу генетически модифицированных продуктов питания.
