Novi sprej mogao bi zaštititi masline od Xyelle

Istraživački tim na Institutu za molekularnu i staničnu biologiju biljaka razvio je revolucionarnu tehnologiju za preciznu i dugotrajnu inaktivaciju biljnih gena jednim sprejom.

Rezultati, objavljeni u časopisu Nucleic Acids Research, detaljno opisuju inovativan pristup koji koristi bezopasan virus koji oslobađa malene RNA molekule prilagođene za selektivno utišavanje ciljanih gena bez mijenjanja genetskog sastava biljke.

Ova značajka ima značajnu važnost unutar Europske unije, gdje je regulativa o genetski modificiranim organizmima (GMO) stroga. Stoga je istraživački tim podnio europsku patentnu prijavu kako bi zaštitio ovu tehnologiju u zajedničkom vlasništvu Španjolskog nacionalnog istraživačkog vijeća (CSIC) i Tehničkog sveučilišta u Valenciji.

Vidi također: Bakterije iz maslinika mogle bi biti ključ u borbi protiv Xyelle

Tehnologija se temelji na korištenju umjetnih mikroRNA (amiRNA) – sićušnih RNA molekula koje pokazuju karakteristike slične DNK, ali su znatno manje.

Ove amiRNA su pomno dizajnirane kako bi se osigurala visoka specifičnost i spriječila nenamjerna inaktivacija gena. Potječu od većih prekursorskih molekula čija je veličina optimizirana korištenjem Arabidopsis thaliana, često korištene zeljaste biljke u istraživanjima molekularne biologije i genetike biljaka.

Ova metoda otvara mogućnosti za široku primjenu na tržištu. Primjenjuje se za povećanje produktivnosti usjeva, zaštitu biljaka od bolesti i jačanje njihove otpornosti na promjene okoliša.

Prskanje, koje sadrži bezopasan virus, nanosi se na ciljanu biljku. Jednom unutar biljke virus se množi i otpušta umjetne molekule RNK potrebne za inaktivaciju željenog gena.

"S jedne strane, uspjeli smo znatno smanjiti veličinu prekursorskih molekula umjetnih mikroRNA, a da pritom nismo utjecali na njihovu aktivnost", rekao je Alberto Carbonell, istraživač pri CSIC-u.

"S druge strane, dokazali smo da možemo inaktivirati biljne gene prskanjem biljnih ekstrakata koji uključuju bezopasne virusne vektore koji proizvode amiRNA-e iz minimalnih prekursorskih molekula", dodao je.

Ova tehnologija nudi niz prednosti. Prvo, jednom primjenom prskanja može se unijeti bezopasan virus i proizvesti amiRNA u ciljanim biljnim tkivima, čime se uklanja potreba za višestrukim tretmanima i smanjuju troškovi primjene.

Na primjer, istraživači su pokazali inaktivaciju gena povezanih s biosintézom klorofila jednim prskanjem, što je dovelo do požutenja zahvaćenih tkiva.

Carbonell je rekao da bi ovaj pristup mogao potencijalno revolucionirati poljoprivredu usjeva selektivnom inaktivacijom ekspresije gena, povećavajući prinos usjeva i jačajući njihovu otpornost na promjenjive uvjete okoliša.

Dodatno, tehnologija bi se mogla primijeniti za imunizaciju usjeva protiv različitih patogena, uključujući viruse.

Ušutkavanje specifičnih gena u maslinama može povećati njihovu otpornost na sindrom brzog propadanja masline (OQDS), razornu bolest koju uzrokuje bakterija Xylella fastidiosa. Istraživači su identificirali ključne gene u maslinama koji bi, kada se utišaju, mogli ojačati njihovu sposobnost da se obrane od OQDS-a.

Masline imaju obrambene mehanizme, a istraživači istražuju načine za jačanje tih prirodnih obrana. Ciljajući specifične gene unutar samih maslina, istraživači nastoje povećati njihovu otpornost na OQDS.

Precizno identificirani geni za utišavanje igraju ključnu ulogu u interakciji stabla s bakterijom Xylella fastidiosa. Neki od tih gena sudjeluju u reakciji stabla na bakteriju, utječući na težinu simptoma bolesti masline crne pjegavosti (OQDS). Utišavanjem tih specifičnih gena, istraživači se nadaju promijeniti reakciju masline na Xyellu fastidiosu, čineći je otpornijom na bolest.

Ušutkavanje tih gena u maslini predstavlja potencijalno rješenje za borbu protiv OQDS-a uz istovremeno smanjenje potrebe za pesticidima širokog spektra djelovanja. Ovaj bi pristup ne samo da poboljšao otpornost stabla na bolest, već bi doprinio i održivim i ekološki prihvatljivim poljoprivrednim praksama.

---