Грядёт революция в селекции растений?

В научном мире заговорили, ни мнго ни мало, о революции в селекции. Речь о сравнительно новой технологии натурального редактирования генов CRISPR/Cas9. Иногда, для простоты, её называют – Криспер, но чаще «Генетические ножницы».

CRISPR/Cas9 — это технология генного редактирования, позволяющая точно и точечно изменять ДНК живых организмов без внедрения чужеродных генов

Аббревиатура расшифровывается как Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (Короткие Палиндромные Повторы, Регулярно Расположенные Группами)

Директору подразделения Общества Макса Планка по изучению патогенов профессору Эмманюэль Шарпантье (Берлин, Германия) и исследователю из Калифорнийского университета в Беркли профессору Дженнифер А. Дудне (США) «за метод редактирования генома» в 2020 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Сущесвует мнение, что открытые ими «генетические ножницы» CRISPR-Cas9 — одно из важнейших научных достижений этого столетия и это открытие способно кардинально изменить подход к генетике в общем, и, в частности, — сельское хозяйство.

Модификация БЕЗ ГМО!

В отличие от классических ГМО (Генно Модифицированные Организмы), где для достижения тех или иных параметров используются гены других видов, внедряемые в ДНК желаемого организма, в нашем случае — растения, CRISPR работает с собственным геномом растения, что делает процесс более контролируемым и менее спорным с точки зрения правовой регуляции, так как фактически используется «родной» генетический код, в который не внедряют ничего посторонего. Для работы с геномом используются “Генетические ножницы”.

“Генетические ножницы” проникают в нее, находят из этого огромного количества нужный ген, который необходимо исправить, затем создают в нем двухцепочный разрыв и в идеале не оставляют никаких следов вмешательства"

– рассказал в интервью Российскому научному фонду заведующий лабораторией геномного редактирования ИХБФМ СО РАН кандидат химических наук Григорий Александрович Степанов.

Ввиду поиска человечеством способов получения натуральных и при том недорогих источников питания, зависящих часто от стабильных и прогнозируемых урожаев сельхозкультур, овощей и фруктов, неудивительно, что именно сельское хозяйство стало одной из первых областей применения CRISPR/Cas9. Технология позволяет значительно ускорять селекцию, создавая растения с улучшенными характеристиками: устойчивостью к болезням, засухе, вредителям, а также с повышенной питательной ценностью.

Первое применение

Первые успешные эксперименты по редактированию сельскохозяйственных культур с помощью CRISPR/Cas9 были проведены в 2013 году в Китае. Учёные из Университета Сычуань под руководством Цао Юйсинь модифицировали пшеницу, сделав её устойчивой к мучнистой росе — распространённому грибковому заболеванию на этой культуре.

В 2014 году в Калифорнийском университете в Дэвисе (США) с помощью CRISPR/Cas9 отредактировали томаты, увеличив срок их хранения. В том же году японские исследователи создали рис с повышенным содержанием амилозы, что важно для диабетического питания.

Применение CRISPR/Cas9 в России

В России первые исследования CRISPR/Cas9 в сельском хозяйстве начались в 2017–2018 годах. Основные работы велись в ФИЦ Биотехнологии РАН (Москва) — редактирование картофеля для устойчивости к фитофторозу, а также в ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии — модификация пшеницы для повышения засухоустойчивости.

На сегодняшний день можно констатировать, что нашим учёным удалось добиться успеха. Так ими получены линии картофеля с повышенной устойчивостью к болезням, однако пока он ожидает массового внедрения.

Испытания пшеницы, полученной с помощью модификации CRISPR/Cas9 показали снижение потерь урожая на 15–20% в засушливых регионах. Также проводился эксперимент с повышением белка в соевых бобах

Стоит отметить, что по состоянию на начало 2025 года ни одна CRISPR-культура не была разрешена для коммерческого использования в РФ. Ожидается, что это произойдёт в ближайшие год-два.

Что говорит закон?

Согласно российскому законодательству (ФЗ №86 «О государственном регулировании генно-инженерной деятельности» с изменениями 2023 года):

• Если изменения могли возникнуть естественным путём или при традиционной селекции → не считается ГМО.
(Пример: отключение гена, отвечающего за потемнение грибов)

• Если вставлен чужеродный ген или сделаны сложные «вставки» → регулируется как ГМО.


Итак, для вывода CRISPR-культур на рынок требуется экспертиза Роспотребнадзора и Минсельхоза. Если продукция не будет признана ГМО, а как мы уже увидели генных вставок описываемая технология не предполагает, то сельхозкультуры и овощи, полученные селекционерами при помощи CRISPR будут со всех сторон натуральными. 


Преимущества CRISPR/Cas9 перед классической селекцией и ГМО

Научное сообщество склонно считать, что за CRISPR/Cas9 — будущее сельского хозяйства, позволяющее создавать улучшенные овощи, фрукты и сельхозкультуры быстрее и дешевле, чем классические методы. Судите сами один-три года вместо десятилетий:

Будущее CRISPR-культур в России

В России технология пока на стадии испытаний, но уже в ближайшие годы может привести к прорыву в агросекторе. Главный вопрос и озноная задача — баланс между инновациями и регулированием с целью обеспечения безопасности без излишних ограничений.

В самом ближайшем будущем, после завершения всех экспертиз и процедур, предусмотренных законами РФ, до 2030 года ожидается коммерческое внедрение устойчивой пшеницы и картофеля.

На очереди за сельхозкультурами проекты по редактированию фруктов для увеличения лёжкости. А там не за горами и овощи, но есть вероятность, что эти проекты пойдут параллельно. Руководство страны не раз заявляло, что России нужна суверенная селекция и обеспеченность овощной продукцией. Ещё опыт Мичурина показал — селекция не должна и не может стоять на месте. Тем более сегодня, когда уже точно известно, что вся сила в генах! И эту силу селекционеры будут пробуждать, чтобы обеспечить нашу страну, любой её регион и самый укромный её уголок качественными, вкусными и доступными овощами.


Мы желаем вам отменных урожаев с профессиональными семенами Гавриш! Следите за новинками селекции в нашем официальном магазине профессиональных и элитных семян овощей — «Гавриш Шоп»

Гавриш Профсемена

- - - -

По материалам:

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова: РЕДАКТИРОВАНИЕ ГЕНОВ ПШЕНИЦЫ, ЯЧМЕНЯ И КУКУРУЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ CRISPR

Всемирная организация интеллектуальной собственности: Генетичесие ножницы – на лезвии жизни

Российский научный фонд: Сибирские ученые совершенствуют системы геномного редактирования

КиберЛенинка: ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ CRISPR/CAS9 В УЛУЧШЕНИИ СОРТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Коллажи созданы с использованием синтезатора изображений по текстовому описанию