Ground Cherry: CRISPR bruges til at lave en ny, lækker, genetisk modificeret frugt

Før majs var majs, var det et tyndt græs, der kun producerede en enkelt række kerner på hver stilk. Lange århundreder af avl forvandlet den til en hurtigt voksende plante med store, søde, kerne-tunge ører. Faktisk har de fleste af de produkter, vi er bekendt med, nu taget hundreder af generationer til at blive, hvad de er i dag. Men nu forskere, bevæbnet med kraftfulde CRISPR-Cas9 gen redigeringsteknologi, slår ned inden for domesticering processen til blot et par år. Deres første forsøg er den grundkirsebær - en tidligere vild, nu lækker frugt, der har alt det kræver for at blive den næste jordbær.

I et papir udgivet mandag i tidsskriftet Naturplanter, et team af forskere skitserede, hvordan de brugte CRISPR til at lave jorden kirsebær (Physalis pruinosa) mere egnet til landbruget. Den søde, tropisk smagsfulde frugt, der er en størrelse af en kirsebær og ligger i et beskyttende papirskal, er kendt som en "forældreløs" afgrøde - en med nogle ønskelige egenskaber, men ikke nok til at få landmændene til at dyrke dem. I naturen er kirsebæret vildt - det vokser overalt og har små, sparsomme frugter, der falder væk fra vinstokken, når de er modne.

Men ved at bruge CRISPR til at redigere sine uattraktive elementer, tror forskerne, at det til sidst kan findes i produktionen af ​​supermarkedet.

"Med nogle forbedringer kunne det måske blive en specialfrugtafgrøde i USA og give landmændene en anden frugtavl til at vokse, der ikke er et træ", Joyce Van Eck, Ph.D., en plantebioteknologisk ekspert hos Boyce Thompson Institute og en af ​​papirets medforfattere, fortæller Inverse.

Tidligere har Van Eck-laboratoriet studeret, hvordan man bruger genredigering til at tilpasse produktivitet, frugtstørrelse og andre kvaliteter i tomater. For deres nye forsøg valgte teamet jordkirsebær, fordi de som en del af familien Solanaceae er relateret til tomater (såvel som kartofler, tobak, ægplanter og peberfrugter) - og så er deres DNA relativt godt kortlagt og godt forstået. Van Eck spekulerede på, om hendes holds tidligere arbejde kunne bruges til at spore domesticering af kirsebærkernen.

Med kolleger ved Cornell University og Cold Spring Harbour Laboratory har Van Eck og hendes hold opdaget, at det faktisk er muligt. Ved at redigere gener, der er forbundet med ubestemt vækst, og at planteplanterne holder op med at vokse, når de producerer blomster, har de med held ændret den måde, hvorpå jorden kirsebær vokser for at gøre vinstokke mindre vandrende og vilde.

"Vi har taget noget, der er meget vildt og uhåndterligt og slags tamed det, gjort det mere kompakt, en lettere vækstvaner at håndtere," siger Van Eck.

Dette er et meget vigtigt træk for landmændene, for hvem effektiv udnyttelse af rummet er afgørende. "Vi får også flere blomster og flere frugter, så vi har forbedret udbyttet på en måde." De har også gjort frugterne mærkbart større. I fremtiden vil de målrette gener forbundet med sukkerindhold for at gøre frugter sødere, noget der allerede er gjort i tomatgenerering.

Van Eck forventer ikke, at vi vil købe pint af jordkirsebær i købmanden i de næste fem år, men hun er optimistisk, det sker til sidst. Når de får de modificerede jordkirsebær ud af laboratoriet, skal de få dem i hænderne på landmænd, hvis tilbagemelding om den faktiske erfaring med at dyrke frugterne bestemmer hvilke træk der skal løses næste. Næste på listen, siger Van Eck, er plantens vane med at droppe moden frugt på jorden, hvilket skaber både en høstudfordring og en fødevaresikkerhedsfare. I betragtning af deres succes med at forme frugtens andre karakteristika, er det svært at forestille sig, at dette vil være et problem.

Ironisk nok kan det, der er den største hindring for at få jordkirsebær i din købmandskurv, være det genetiske værktøj, der gør denne undersøgelse alt muligt. Da CRISPR er patenteret af Broad Institute, kan alle produkter, der oprettes ved hjælp af det, ikke sælges, medmindre forskerne bag det betaler hundredtusindvis af dollars for retten til at bruge det.

"Som forskere nyder vi godt af det faktum, at vi ikke skal betale forfra for at bruge denne teknologi, hvilket er vidunderligt, det er et så kraftfuldt værktøj, men når vi begynder at tale om kommercialisering, kostede licenserne kun om at slå mig af stol ", siger Van Eck.

Hun og hendes kolleger er ikke afskrækket, da de kunne danne deres eget firma eller partner med et eksisterende firma for at hjælpe med med at bringe andre modificerede afgrøder og den nyligt renoverede jordkirsebær til markedet - muligvis også med et mere attraktivt navn.