Исследователи из Университета Квинсленда впервые ввели генетический материал в растения через их корни, открыв потенциальный путь для быстрого улучшения урожая. Исследование опубликовано в Природные растения.

Профессор Бернард Кэрролл из Школы химии и молекулярных биологических наук Университета Квинсленда сказал, что технология наночастиц может помочь точно настроить гены растений для повышения урожайности и улучшения качества продуктов питания.

«Традиционная селекция растений и генетическая модификация требуют многих поколений для получения нового сорта сельскохозяйственных культур, что отнимает много времени и денег», — сказал профессор Кэрролл.

«Нам удалось заставить корни растений поглощать доброкачественную наночастицу, которая была разработана группой профессора Гордона Сюя в Университете Квинсленда для доставки вакцин и лечения рака у животных.

«Клеточные стенки растений жесткие и похожие на древесину, намного прочнее, чем клетки человека или животных, поэтому мы покрыли наночастицу белком, который мягко разрыхляет клеточную стенку растения.

«Белковое покрытие помогло наночастицам прорваться через клеточные стенки, чтобы впервые доставить синтетический груз мРНК в растения».

мРНК — это естественные молекулы-мессенджеры, содержащие генетические инструкции для создания и улучшения всех форм жизни.

Исследовательская группа использовала наночастицы для доставки синтетической мРНК, которая производит зеленый флуоресцентный белок, в несколько видов растений, включая Arabidopsis, миниатюрного представителя семейства рапсовых и капустных, широко используемого в генетических исследованиях.

«Удивительно, что вместо того, чтобы доставить всю свою нагрузку в первую клетку, в которую она вошла, наночастица путешествовала с водой по растению, распределяя мРНК по мере своего движения», — сказал профессор Кэрролл.

«Это интересно, потому что с дальнейшим совершенствованием технология потенциально может быть использована в будущем для более быстрого получения новых сортов сельскохозяйственных культур.

«С помощью дальнейших исследований мы могли бы решить проблему с культурой, такую как вкус или качество, и получить новый сорт без необходимости в десятилетнем скрещивании или генетической модификации.

«Подобно тому, как мРНК-вакцина производит белок для стимуляции иммунной системы, а затем разлагается, мРНК, которую мы доставляем в растения, экспрессируется временно, а затем исчезает».

Метод наночастиц был запатентован компанией UniQuest, занимающейся коммерциализацией UQ, которая в настоящее время ищет партнеров для дальнейшего развития технологии. В исследовательскую группу вошли профессор Чжи Пин (Гордон) Сюй и доктор Цзяси Юн из Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Квинслендского альянса по сельскому хозяйству и пищевым инновациям.