Crispr cas9 gene editing explained
Bevor Mais Mais war, war es ein dünnes Gras, das auf jedem Stiel nur eine einzige Reihe von Kernen erzeugte. Lange Jahrhunderte der Zucht verwandelten sie in eine schnell wachsende Pflanze mit großen, süßen, kernreichen Ohren. Tatsächlich brauchten die meisten Produkte, die wir kennen, Hunderte von Generationen, um zu dem zu werden, was sie heute sind. Jetzt beschleunigen Wissenschaftler, die mit der leistungsstarken CRISPR-Cas9-Gen-Editing-Technologie ausgestattet sind, den Domestizierungsprozess auf wenige Jahre. Ihr erstes Experiment ist die gemahlene Kirsche - eine ehemals wilde, jetzt köstliche Frucht, die alles hat, um die nächste Erdbeere zu werden.
In einer Zeitung veröffentlicht am Montag in der Zeitschrift Naturpflanzen, ein Team von Forschern erläuterte, wie sie CRISPR als Basis für die Kirschbaumproduktion verwendeten (Physalis pruinosa) besser für die Landwirtschaft geeignet. Die süße Frucht mit tropischem Geschmack, etwa so groß wie eine Kirsche und eingebettet in eine schützende Papierschale, wird als "verwaiste Ernte" bezeichnet - eine Frucht mit einigen wünschenswerten Eigenschaften, aber nicht genug, um die Landwirte dazu zu bringen, sie anzubauen. In der freien Natur ist die gemahlene Kirsche natürlich wild - sie wächst überall und hat kleine, spärliche Früchte, die von der Rebe fallen, wenn sie reif sind.
Die Wissenschaftler glauben jedoch, dass CRISPR die unattraktiven Elemente herausschneiden kann, um zu glauben, dass es möglicherweise im Produktbereich des Supermarkts zu finden ist.
"Mit einigen Verbesserungen könnte es vielleicht zu einer Obstspezialität in den Vereinigten Staaten werden und den Landwirten eine andere Obstpflanze geben, die kein Baum ist", sagte Joyce Van Eck, Ph. Pflanzenbiotechnologie am Boyce Thompson Institute einer der Co-Autoren der Zeitung, erzählt Inverse.
In der Vergangenheit hat das Van-Eck-Labor untersucht, wie man mit Hilfe der Gen-Bearbeitung die Produktivität, die Fruchtgröße und andere Qualitäten von Tomaten optimieren kann. Für ihre neuen Experimente entschied sich das Team für gemahlene Kirschen, weil sie als Teil der Solanaceae-Familie mit Tomaten (sowie Kartoffeln, Tabak, Auberginen und Paprika) verwandt sind - und daher ist ihre DNA relativ gut kartiert und gut verstanden. Van Eck fragte sich, ob die bisherigen Arbeiten ihres Teams zur Beschleunigung der Domestizierung der Bodenkirsche genutzt werden könnten.
Mit Kollegen von der Cornell University und dem Cold Spring Harbor Laboratory haben Van Eck und ihr Team herausgefunden, dass dies tatsächlich möglich ist. Durch die Bearbeitung von Genen, die mit unbestimmtem Wachstum verbunden sind, und das Wachstum der Triebe der Pflanze, sobald sie Blüten produzieren, ist es ihnen gelungen, die Art und Weise, wie die Bodenkirsche wächst, so zu verändern, dass die Weinreben weniger wild und wild werden.
„Wir haben etwas genommen, das sehr wild und unüberschaubar ist und irgendwie gezähmt, kompakter gemacht wurde und mit dem Wachstum leichter zu tun ist“, sagt Van Eck.
Dies ist ein sehr wichtiges Merkmal für Landwirte, für die eine effiziente Raumnutzung entscheidend ist. „Wir bekommen auch mehr Blumen und mehr Früchte, also haben wir den Ertrag in gewisser Weise verbessert.“ Sie haben auch die Früchte merklich größer gemacht. In der Zukunft wollen sie Gene ansprechen, die mit dem Zuckergehalt in Verbindung stehen, um die Frucht süßer zu machen.
Van Eck rechnet nicht damit, dass wir in den nächsten fünf Jahren kleine Pints Kirschen im Supermarkt kaufen werden, aber sie ist optimistisch, dass dies letztendlich geschehen wird. Wenn sie die modifizierten gemahlenen Kirschen aus dem Labor bekommen, müssen sie sie in die Hände von Landwirten bringen, deren Feedback über die tatsächliche Erfahrung des Anbaus der Früchte entscheidet, welche Eigenschaften als nächstes repariert werden müssen. Als nächstes auf der Liste, sagt Van Eck, ist es die Angewohnheit der Pflanze, reife Früchte auf den Boden zu werfen, was sowohl eine Herausforderung bei der Ernte als auch ein Risiko für die Lebensmittelsicherheit darstellt. Angesichts ihrer Erfolge bei der Gestaltung der anderen Merkmale der Frucht ist es schwer vorstellbar, dass dies ein Problem sein wird.
Ironischerweise könnte die Sache, die das größte Hindernis für das Einbringen von gemahlenen Kirschen in Ihren Einkaufskorb sein könnte, das genetische Werkzeug sein, das diese Forschung erst möglich macht. Da CRISPR vom Broad Institute patentiert ist, können Produkte, die auf diese Weise hergestellt wurden, nicht verkauft werden, es sei denn, die Wissenschaftler, die dahinter stehen, zahlen Hunderttausende von Dollar für das Nutzungsrecht.
„Als Forscher profitieren wir von der Tatsache, dass wir nicht im Voraus zahlen müssen, um diese Technologie zu verwenden. Das ist wunderbar. Es ist ein so mächtiges Werkzeug. Sobald wir jedoch über die Kommerzialisierung sprechen, haben mich die Kosten für die Lizenzierung beinahe umgehauen Stuhl “, sagt Van Eck.
Sie und ihre Kollegen sind nicht abgeneigt, da sie eine eigene Firma oder einen Partner mit einer bestehenden Firma gründen könnten, um andere modifizierte Pflanzen und die neu gestaltete Bodenkirsche auf den Markt zu bringen - möglicherweise mit einem attraktiveren Namen.
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