Справка о способах создания ГМ-растений

RUSLEKAR.INFO
30.06.2023

Как можно внедрить ген в геном другого организма, т.е. осуществить перенос гена? Наиболее рас- пространённым способом при создании ГМ-растений является использование в качестве переносчиков реконструированных генов бактериальных плазмид (внехромосомных кольцевых ДНК). Плазмида в бак- терии служит транспортом для доставки любого гена. Обычно бактериальные плазмиды легко переходят от бактерии к бактерии, но не к растениям. К счастью или к несчастью, была обнаружена бактерия, кото- рая «умела вводить» гены в растения и «заставлять» их синтезировать нужные ей белки. Такой бактери- ей была почвенная опухолеобразующая бактерия Agrobacterium tumefaciens, являющаяся виновницей образования растительных наростов — галов (расти- тельных опухолей). После заражения растения опре- делённая часть плазмидной ДНК (Т-ДНК) встраивается в хромосомную ДНК растительной клетки, становясь частью её наследственного материала. Растение на- чинает продуцировать нужные для бактерий пита- тельные вещества. Учёные научились заменять гены в Т-ДНК плазмид бактерий нужными, или «целевыми», генами, которые предполагалось вводить в растения.

Таким образом, используя плазмиды агробактерий и природный механизм горизонтального переноса, человек научился внедрять нужные ему гены в раз- ные растения (Чирков, 2002; Корочкин, 2004). Этот способ успешно применяли для большинства видов двудольных растений, среди которых можно назвать картофель, томаты, плодовые и ряд других культур.

Проблемы возникли с однодольными растениями, к которым относятся злаки: пшеница, рис, ячмень и кукуруза. За исключением риса модификация злаков при помощи агробактериальных плазмид оказалась неэффективной. В связи с этим стал применяться прямой спо- соб ввода генов в растительную клетку, который был опубликован в 1988 г. и назван его авторами Стэн- фордом и Клейном биобаллистическим. Для этого молекула ДНК с соответствующими генами и регу- ляторные последовательности, необходимые для управления этими генами, наносятся на микроско- пические вольфрамовые или золотые частицы. Ча- стицы с ДНК разгоняются в специальной вакуумной камере до определённых скоростей, достаточных для проникновения в клетки растений. Затем следу- ет селекция трансформированных клеток и регене- рация трансгенных растений.

В отличие от предыду- щего этот способ более универсален и пригоден для любых объектов. Описанные выше способы (агробактериаль- ный и биобаллистический) являются основными способами генной трансформации растений. На- сколько опасны модифицированные таким образом растения? При использовании плазмид агробактерий в процессе биотехнологических процедур «исследо- ватель априори не знает, какая клетка эксплантата трансформируется, сколько копий Т-ДНК встроит- ся в геном и в какие хромосомы, и не в силах это контролировать, но, одновременно модифицируя множество эксплантатов, впоследствии отбирают те регенерировавшие растения, что представляют для него интерес». При биобаллистическом способе вероятность встраивания сразу многих копий ДНК-векторов, «обрывков» ДНК и других сбоев выше, чем при работе с агробактериями. При этом введён- ный ген может попасть в середину структурного гена растения-реципиента и выключить его из работы.

Таким образом, будут появляться растения с неиз- вестными свойствами. Неожиданно для всех было обнаружено, что в качестве векторного носителя иногда наносят на микрочастицы золота или воль- фрама те самые плазмиды агробактерий, которые вызвали серьёзные опасения у ряда учёных.

Просмотров: 4028 Рекомендуем последние новости