През 2021 година учени от Съединените щати и Китай имплантираха човешкия ген FTO, известен с влиянието си върху затлъстяването, в оризови и картофени растения, за да проверят дали той може да повиши добива на реколтата. Всяка година стотици хиляди хора по света се сблъскват с недостиг на храна, а очакванията са климатичните промени да задълбочат този проблем, затова науката търси по-издръжливи и високодобивни култури. Резултатите, публикувани от UChicago News, показват до три пъти по-висок добив при ориза и сходен ръст при картофите.
През 2021 година група учени от Съединените щати и Китай, работещи съвместно, предприе доста нестандартен и рискован опит. Изследователите допуснаха, че човешката генетика може да допринесе за справяне с недостига на храна, затова въведоха в растения ген, отговорен за затлъстяването у хората. Крайният резултат обаче се оказа изцяло непредвидим.
Генът на затлъстяването, който кара хората да напълняват
Ако до момента сте се съмнявали в хората, които приписват на генетиката вината за своите килограми, науката разполага с доказателства, които могат да ви учудят. В човешката ДНК действително присъства генът FTO, оказващ пряко въздействие върху обмяната на веществата.
Името му често се обяснява като „Fatso“ (дебелак), макар че първоначално то е указвало на внушителния размер на самия ген, а не на ефекта, който произвежда.
Ефектът на този участък от ДНК върху тялото е значителен. При наследяване дори на едно-единствено копие от гена FTO опасността от затлъстяване нараства с около 30% спрямо хората, лишени от него. Когато присъстват две копия, тази вероятност достига до 70%.
Пренасянето на гена на затлъстяването в растенията
Развитието на растенията представлява изключително сложен процес, в който са включени хиляди гени. Културите непрекъснато се приспособяват към средата си и понякога се налага да забавят растежа си, за да се защитят от вредители или да съхранят ресурси в случай на засушаване.
Учените нямаха реални причини да очакват, че единствен чужд ген, взет от бозайник, би могъл да повиши добива.
Професор Чуан Хе от Чикагския университет, който е съавтор на изследването и преподава химия, признава, че екипът е предполагал, че резултатите за растенията ще бъдат опустошителни. Първото растение, върху което е приложен експериментът, е обикновеният ориз. Данните от изследването са публикувани на сайта UChicago News.
Лабораторните тестове изненадват учените, защото добивът от генетично променения ориз нараства три пъти. При провеждане на изпитанията в реални полски условия резултатите са по-умерени, но все пак значителни — биомасата и броят на зърната се увеличават с 50%.
Картофът демонстрира сходен забележителен ръст. Като се има предвид, че ориз и картоф нямат обща еволюционна история, изследователите стигат до заключението, че открития механизъм работи еднакво добре при различни видове растения.
Модифицираните растения показват няколко особено бързи промени в развитието си. Фотосинтезата им се подобрява осезаемо, изгражда се по-дълга и по-мощна коренова система, а устойчивостта им към засушаване нараства.
Според учените обяснението се крие в еволюционната изолация на растенията от този ген. Тъй като генът FTO никога преди не е бил присъщ на растителния свят, той липсва като регулатор в тяхната биология, поради което растенията не притежават естествени механизми, които да ограничават неговото действие.
Професор Хе обяснява, че протеинът работи вътре в растителната клетка подобно на бомба, разрушавайки всички естествени бариери, които обикновено спъват растежа и развитието.
Как новото откритие може да ни предпази от глад
Откритието на китайските и американските изследователи има значение, което надхвърля само решаването на проблемите с храната. Последствията от глобалното затопляне налагат комплексен подход, а генетично променените култури могат да се превърнат в ценен инструмент за адаптация към новите климатични условия.
Например учените планират да разработят устойчиви на засушаване ливадни треви, за да опазят застрашените екосистеми. Друга обещаваща насока е създаването на дървета с по-дълга коренова система, които да устояват на ураганните ветрове по време на силни бури.
В момента специалистите проучват дали подобен ефект може да се постигне и без вграждане на човешка ДНК в растенията. Възможно е самите растения да разполагат със собствени, все още неразкрити механизми, които могат да бъдат активирани директно.
Гените на растенията обаче са изключително сложни, а успехът с гена FTO се дължи на изумителна случайност и късмет.
Ще бъдат необходими години, докато зеленчуците и зърнените култури, модифицирани по този начин, преминат през всички необходими полеви изпитания. Въпреки това вече е ясно, че науката е попаднала — по случайност — на инструмент, способен да промени облика на световното земеделие.
Източник: Калдата
