Το ιδανικό καλλιεργούμενο φυτό είναι νόστιμο και υψηλής απόδοσης, καθώς και ανθεκτικό σε ασθένειες και παράσιτα. Αλλά εάν τα αντίστοιχα γονίδια βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους στο χρωμόσωμα, ορισμένα από αυτά τα θετικά χαρακτηριστικά μπορεί να χαθούν στη διαδικασία επιλογής. Για να διασφαλιστεί ότι όλα τα θετικά χαρακτηριστικά μεταδίδονται μαζί, ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT) χρησιμοποίησαν μοριακό ψαλίδι CRISPR/Cas για να αναστρέψουν και να απενεργοποιήσουν γενετικά τα εννέα δέκατα χρωμοσώματα του Arabidopsis, αναφέρει Πύλη Phys.org. Τα γνωρίσματα που κωδικοποιούνται σε αυτό το τμήμα του χρωμοσώματος γίνονται «αόρατα» στη γενετική ανταλλαγή και έτσι μπορούν να μεταβιβαστούν αμετάβλητα.
Στοχευμένη επεξεργασία, εισαγωγή ή κατάργηση γονίδια στα φυτά είναι δυνατή η χρήση μοριακού ψαλιδιού CRISPR/Cas. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της αντοχής των φυτών σε παράσιτα, ασθένειες ή περιβαλλοντικές επιπτώσεις Τετάρτη.
«Τα τελευταία χρόνια, για πρώτη φορά, μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε το CRISPR/Cas όχι μόνο για να επεξεργαστούμε γονίδια, αλλά και για να αλλάξουμε τη δομή των χρωμοσωμάτων», λέει ο καθηγητής Holger Puchta, ο οποίος μελετά το γονιδιακό ψαλίδι με την ομάδα του. στο Βοτανικό Ινστιτούτο της Κίνας για 30 χρόνια.
Τώρα οι ερευνητές μπόρεσαν να αποτρέψουν γενετική ανταλλαγή, που συνήθως αποτελεί μέρος της κληρονομικής διαδικασίας, αλλά μπορεί να διαταράξει τις σχέσεις μεταξύ των χαρακτηριστικών. Μέχρι τώρα, εάν τα χαρακτηριστικά των φυτών επρόκειτο να μεταβιβαστούν μαζί, τα γονίδια για αυτά τα χαρακτηριστικά έπρεπε να βρίσκονται κοντά στο ίδιο χρωμόσωμα. Εάν τέτοια γονίδια απέχουν περισσότερο μεταξύ τους, συνήθως διαχωρίζονται κατά τη διάρκεια της κληρονομικότητας, επομένως ένα χρήσιμο χαρακτηριστικό μπορεί να χαθεί στη διαδικασία επιλογής.
Στην έρευνά τους, οι επιστήμονες ακολούθησαν το παράδειγμα της φύσης. «Οι αναστροφές - ένα είδος γενετικής αορατότητας - συμβαίνουν επίσης συχνά σε μικρότερη κλίμακα σε άγρια και καλλιεργημένα φυτά. Πήραμε μαθήματα από τη φύση, εφαρμόσαμε και διευρύναμε τις γνώσεις μας φυσική διαδικασία», λέει ο Puchta.
Σε συνεργασία με τον καθηγητή Andreas Huben του Ινστιτούτου Φυτικής Γενετικής και Έρευνας Καλλιεργημένων Φυτών. Ο Leibniz (IPK) Puchta και η ομάδα του ανέτρεψαν τα εννέα δέκατα των χρωμοσωμάτων σε έναν οργανισμό πρότυπο, τον Arabidopsis thaliana. Μόνο στα άκρα των χρωμοσωμάτων τα γονίδια διατήρησαν την αρχική τους αλληλουχία. «Με αυτά τα θραύσματα, το χρωμόσωμα μπορεί να περάσει στην επόμενη γενιά όπως και άλλα χρωμοσώματα και να μην χαθεί εντελώς», λέει ο Puchta.
Για την αποτελεσματική καλλιέργεια γεωργικών καλλιεργειών, είναι σημαντικό να συνδυαστούν όσο το δυνατόν περισσότερα ευνοϊκά χαρακτηριστικά σε ένα φυτό. «Φυσικά, οι κτηνοτρόφοι θέλουν τα προϊόντα τους να είναι νόστιμα, να περιέχουν όσο το δυνατόν περισσότερες βιταμίνες και επίσης ανθεκτικά στις ασθένειες. Με τη μέθοδό μας, μπορούμε να το απλοποιήσουμε στο μέλλον», λέει ο Puchta.