Науковий всесвіт

 

01/05/2009

 

Цинкові пальці виявилися ідеальними хірургами рослин

 

Дві незалежні групи дослідників повідомили про розробку нового способу спрямованої зміни рослинних генів. Дотепер біологам не вдавалося створити достатньо надійну технологію. Роботи учених опубліковані в журналі Nature. Коротко їх зміст приводить портал Nature News.

 

Дослідники намагаються створити метод спрямованого вирізування генів з рослинного генома і вставки на їх місце іншої послідовності ДНК вже декілька десятиліть. Щоб подібна система була надійною, необхідно точно впізнавати вирізуваний ген і місце, куди буде вставлений новий. Геноми рослин відзначаються дуже великою кількістю повторів і наявністю безлічі схожих по послідовності генів, тому всі створені дотепер методики не гарантували специфічності. Тобто, ймовірність того, що заміна відбудеться у вибраній ділянці ДНК, була низькою.

 

Автори двох нових робіт вирішили як основний "хірургічний інструмент" використовувати білки з доменом типу "цинковий палець". Таку назву домен одержав через свою структуру: певні амінокислотні залишки, взаємодіючи з іоном цинку, випетлюються у вигляді пальця. Домен типу "цинковий палець" часто зустрічається у білків, що взаємодіють з ДНК або РНК. "Пальці" забезпечують щільний контакт між молекулами.

 

Дослідники з першої групи "додали" домен типу "цинковий палець" до білка, здатного розщеплювати молекулу ДНК. Такі білки одержали назву нуклеаз. Учені створили нуклеазу, метою якої був певний ген кукурудзи - IPK1. У розробленій ними системі IPK1 замінювався на ген стійкості до гербіцидів. Ефективність заміни складала в різних випадках від 3 до 100 відсотків. Друга група учених, що працювала з тютюном, змогла специфічно вставити ген стійкості до гербіцидів замість гена SuR.

 

За специфічністю заміни метод з використанням "цинкових пальців" набагато перевершує існуючі аналоги. Проте, учені визнають, що в деяких випадках нуклеази розщеплювали не цільові гени, а споріднені, близькі за послідовністю. Якщо дослідникам вдасться подолати ці труднощі, в майбутньому метод спрямованої заміни генів або внесення мутацій знайде дуже широке практичне застосування. В даний час супротивники генетично-модифікованих організмів вказують, що "корисні" гени можуть вбудуватися в довільне місце генома і викликати серйозні порушення його роботи. Новий метод дозволить уникнути цього і добиватися зміни тільки тих ознак, які цікавлять учених.