Ground Cherry: CRISPR gebruikt om een ​​nieuw, smakelijk, genetisch gemodificeerd fruit te maken

Voordat maïs maïs was, was het een mager gras dat slechts één rij pitten op elke stengel produceerde. Door eeuwenlange fokkerij is het een snelgroeiende plant geworden met grote, zoete, kernachtige oren. In feite hebben de meeste producten die we kennen nu honderden generaties nodig om te worden wat ze nu zijn. Maar nu, wetenschappers gewapend met krachtige CRISPR-Cas9-technologie voor het bewerken van genen, beperken het domesticatieproces tot slechts enkele jaren. Hun eerste experiment is de gemalen kers - een voorheen wilde, nu-heerlijke vrucht die alles in zich heeft om de volgende aardbei te worden.

In een krant die maandag in het dagboek is gepubliceerd Natuurplanten, een team van onderzoekers schetste hoe ze CRISPR gebruikten om de gemalen kers te maken (Physalis pruinosa) meer geschikt voor landbouw. De zoete, tropische smaak fruit, ongeveer de grootte van een kers en genesteld in een beschermende papierachtige schil, staat bekend als een "wees gewas" - een met enkele wenselijke kenmerken, maar niet genoeg om te zorgen dat boeren ze willen laten groeien. In het wild is de gemalen kers, goed, wild - hij groeit overal en heeft kleine, schaarse vruchten die van de wijnstok vallen als ze rijp zijn.

Maar door CRISPR te gebruiken om zijn onaantrekkelijke elementen te bewerken, denken wetenschappers dat het uiteindelijk in de productensectie van de supermarkt kan worden gevonden.

"Met een aantal verbeteringen zou het misschien een speciaal fruitgewas in de Verenigde Staten kunnen worden en de boeren een ander fruitgewas geven om te groeien, dat is geen boom", Joyce Van Eck, Ph.D., expert op het gebied van plantenbiotechnologie aan het Boyce Thompson Institute en een van de co-auteurs van het artikel, vertelt omgekeerde.

In het verleden heeft het Van Eck-lab onderzocht hoe genverwerking kan worden gebruikt om de productiviteit, vruchtgrootte en andere kwaliteiten in tomaten te tweaken. Voor hun nieuwe experimenten koos het team grondkersen omdat ze, als onderdeel van de Solanaceae-familie, verwant zijn aan tomaten (evenals aardappelen, tabak, aubergines en paprika's) - en dus is hun DNA relatief goed in kaart gebracht en goed begrepen. Van Eck vroeg zich af of het eerdere werk van haar team kon worden gebruikt om de domesticatie van de gemalen kers te versnellen.

Met collega's van de Cornell University en Cold Spring Harbor Laboratory hebben Van Eck en haar team ontdekt dat het inderdaad mogelijk is. Door genen te bewerken die geassocieerd zijn met onbepaalde groei en de scheuten van de plant te laten stoppen met groeien zodra ze bloemen produceren, hebben ze met succes de manier veranderd waarop de gemalen kers groeit om de wijnstokken minder kruipend en wild te maken.

"We hebben iets genomen dat erg wild en onhandelbaar is en het tamelijk getemd heeft, compacter gemaakt, een gemakkelijkere groeiwijze om mee om te gaan", zegt Van Eck.

Dit is een zeer belangrijke eigenschap voor boeren, voor wie efficiënt gebruik maken van de ruimte van cruciaal belang is. "We krijgen ook meer bloemen en meer fruit, dus we hebben de opbrengst in zekere zin verbeterd." Ze hebben de vruchten ook merkbaar groter gemaakt. In de toekomst willen ze zich richten op genen die geassocieerd zijn met het suikergehalte om het fruit zoeter te maken, iets dat al is gedaan bij het bewerken van tomatengen.

Van Eck verwacht niet dat we in de komende vijf jaar pinten aardkersen in de supermarkt zullen kopen, maar ze is optimistisch dat dit uiteindelijk zal gebeuren. Zodra ze de gemodificeerde gemalen kersen uit het laboratorium hebben gehaald, moeten ze deze in handen krijgen van boeren, van wie de feedback over de feitelijke ervaring van het telen van het fruit zal beslissen welke eigenschappen hierna moeten worden opgelost. De volgende op de lijst, zegt Van Eck, is de gewoonte van de plant om rijp fruit op de grond te laten vallen, wat zowel een oogstuitdaging als een gevaar voor de voedselveiligheid oplevert. Gezien hun successen in het vormgeven van het andere kenmerk van het fruit, is het moeilijk voor te stellen dat dit een probleem zal zijn.

Ironisch genoeg kan het ding dat misschien wel het grootste obstakel vormt om gemalen kersen in je boodschappenmandje te krijgen, de genetische tool zijn die dit onderzoek mogelijk maakt. Aangezien CRISPR is gepatenteerd door het Broad Institute, kunnen producten die ermee zijn gemaakt niet worden verkocht, tenzij de wetenschappers erachter honderdduizenden dollars betalen voor het recht om het te gebruiken.

"Als onderzoekers profiteren we van het feit dat we niet vooraf hoeven te betalen om deze technologie te gebruiken, wat geweldig is, het is zo'n krachtig hulpmiddel, maar toen we eenmaal begonnen met het praten over commercialisering, hebben de licentiekosten me er bijna van afgeslagen stoel ", zegt Van Eck.

Zij en haar collega's worden niet afgeschrikt, omdat ze hun eigen bedrijf of partner kunnen vormen met een bestaand bedrijf om andere gemodificeerde gewassen en de kersverse grondkers op de markt te brengen - mogelijk met een aantrekkelijkere naam.