Un virus al ardeiului, transformat într-o unealtă genetică de precizie / Cercetătorii chinezi pot „opri” gene în trei săptămâni / Metoda ar putea accelera studiile pentru soiuri rezistente la boli

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Un virus care infectează ardeiul a devenit instrumentul unei noi metode de cercetare genetică. Oamenii de știință chinezi îl folosesc pentru activarea sau „oprirea” temporară a unor gene, obținând rezultate în aproximativ trei săptămâni.

Tehnologia se bazează pe Pepper mild mottle virus (PMMoV), virusul pătării ușoare a ardeiului. Cercetătorii au modificat virusul și au creat un vector denumit pKL736, capabil să transporte secvențe genetice prin plantă. Studiul a fost publicat în revista științifică Plant Methods.

Un proces care putea dura luni sau ani este accelerat

Ardeiul este una dintre culturile legumicole importante la nivel mondial, însă studiul genelor sale ridică probleme tehnice. Transformarea genetică stabilă a plantei este dificilă, lentă și poate necesita multe luni, uneori chiar ani, pentru obținerea unei linii care să poată fi analizată. Noul vector poate fi folosit în două direcții. El poate introduce și exprima o genă străină în plantă, dar poate și reduce expresia unei gene proprii a ardeiului, astfel încât cercetătorii să observe ce se întâmplă atunci când aceasta nu mai funcționează normal.

PMMoV s-a dovedit potrivit pentru această utilizare deoarece este bine adaptat la ardei și produce, în condițiile testate, simptome mai reduse decât alți vectori virali utilizați în cercetare. Virusul se poate deplasa prin plantă fără să afecteze sever țesuturile care trebuie ulterior studiate.

Metoda folosește chiar sistemul de apărare al plantei

Pentru „oprirea” unei gene, cercetătorii utilizează mecanismul numit virus-induced gene silencing (VIGS), adică reducerea expresiei unei gene cu ajutorul unui virus. Virusul modificat transportă un fragment corespunzător genei pe care oamenii de știință vor să o studieze. Planta identifică ARN-ul viral drept străin și declanșează propriul mecanism antiviral, producând molecule care recunosc secvențele respective.

Pentru că secvența introdusă seamănă cu ARN-ul mesager al genei plantei, mecanismul de apărare îl atacă și pe acesta. Gena nu este eliminată din ADN-ul plantei, ci expresia sa este redusă temporar, permițând cercetătorilor să-i studieze funcția.

Eficiență de peste 80% la șapte soiuri de ardei

Pentru verificarea metodei, echipa a vizat inițial gena PDS, implicată în producerea carotenoizilor. Când această genă este redusă la tăcere, țesuturile plantei capătă zone albe, ceea ce permite observarea foarte ușoară a rezultatului. Efectele au devenit evidente la aproximativ 20 de zile după inoculare. Cercetătorii au testat apoi metoda pe șapte varietăți diferite de ardei și au obținut eficiențe de peste 80%, atât în frunze, cât și în fructe.

Rezultatul din fructe este considerat deosebit de important. Numeroase caractere agricole urmărite de cercetători, precum culoarea, forma, procesul de coacere sau rezistența la anumite boli, sunt controlate de gene active tocmai în această parte a plantei. În două dintre soiurile analizate, eficiența reducerii expresiei genei în fructe a ajuns la 90,7%, respectiv 85,5%. Cercetătorii au arătat astfel că vectorul poate funcționa în mai multe varietăți, nu doar într-o singură linie experimentală.

O genă folosită de virusuri a fost „oprită”

Echipa a testat apoi o posibilă utilizare agricolă. Cercetătorii au redus expresia genei eIF4E, care produce o proteină utilizată de anumite virusuri pentru multiplicare în interiorul plantei. Plantele la care această genă a fost redusă la tăcere au prezentat o rezistență mai mare la două virusuri importante ale ardeiului: chilli veinal mottle virus și pepper mottle virus. Analizele au indicat o acumulare virală mai redusă în plantele tratate.

Experimentul nu înseamnă că au fost deja create soiuri comerciale noi de ardei. Metoda este, în primul rând, un instrument de cercetare care permite identificarea rapidă a genelor importante pentru rezistența la boli sau pentru alte caractere agricole.