Novi sprej mogao bi zaštititi stabla maslina od Xylelle

Istraživački tim na Institutu za biljnu molekularnu i staničnu biologiju stvorio je revolucionarnu tehnologiju za preciznu i dugotrajnu inaktivaciju biljnih gena korištenjem jednog prskanja.

Korištenje električnih romobila ističe nalazi, objavljeni u Nucleic Acids Research, detaljno opisuju inovativni pristup koji koristi benigni virus koji otpušta posebno dizajnirane male molekule RNA kako bi selektivno utišao ciljane gene bez mijenjanja genetske strukture biljke.

Ova značajka ima veliku važnost unutar Europske unije, gdje regulativa oko genetski modificiranih organizama (GMO) je stroga. Stoga je istraživački tim podnio europsku patentnu prijavu za zaštitu ove tehnologije u zajedničkom vlasništvu Španjolskog nacionalnog istraživačkog vijeća (CSIC) i Tehničkog sveučilišta u Valenciji.

Tehnologija se temelji na korištenju umjetnih mikroRNK (amiRNA) – minijaturnih molekula RNK koje pokazuju karakteristike slične DNK, ali su znatno manje.

Ove amiRNA su precizno dizajnirane kako bi osigurale visoku specifičnost, sprječavajući nenamjernu inaktivaciju gena. Izvedeni su iz većih molekula prekursora čija je veličina optimizirana korištenjem Arabidopsis thaliana, često korištena zeljasta biljka u molekularnoj biologiji i istraživanju biljne genetike.

Ova metoda otvara mogućnosti za široku primjenu na tržištu. Ima primjenu u povećanju produktivnosti usjeva, zaštiti biljaka od bolesti i jačanju njihove otpornosti na promjene u okolišu.

Sprej koji sadrži bezopasni virus nanosi se na ciljanu biljku. Kad jednom uđe u biljku, virus se umnožava i ispušta umjetne molekule RNA potrebne za deaktivaciju željenog gena.

"S jedne strane, uspjeli smo značajno smanjiti veličinu molekula prekursora umjetnih mikroRNA bez utjecaja na njihovu aktivnost,” rekao je Alberto Carbonell, istraživač na CSIC-u.

"S druge strane, dokazali smo da možemo inaktivirati biljne gene prskanjem biljnih ekstrakata koji uključuju bezopasne virusne vektore koji proizvode amiRNA iz minimalnih molekula prekursora,” dodao je.

Ova tehnologija nudi niz prednosti. Prvo, jednokratno prskanje može unijeti bezopasni virus i proizvesti amiRNA u ciljanim biljnim tkivima, eliminirajući potrebu za višestrukim tretmanima i smanjujući troškove primjene.

Na primjer, istraživači su demonstrirali deaktivaciju gena povezanih s biosintezom klorofila korištenjem jednog spreja, što je dovelo do žućenja zahvaćenih tkiva.

Carbonell je rekao da bi ovaj pristup potencijalno mogao revolucionirati poljoprivredu usjeva selektivnim deaktiviranjem ekspresije gena, povećanjem prinosa usjeva i jačanjem njihove otpornosti na promjenjive uvjete okoliša.

Osim toga, tehnologija bi se mogla koristiti za imunizaciju usjeva protiv raznih patogena, uključujući viruse.

Utišavanje specifičnih gena unutar maslina može povećati njihovu otpornost na Olive Quick Decline Syndrome (OQDS), razornu bolest koju uzrokuje bakterija Xylella fastidiosa. Istraživači su identificirali ključne gene unutar stabala masline koji bi, kada bi bili ušutkani, mogli ojačati njihovu sposobnost obrane od OQDS-a.

Stabla maslina imaju obrambene mehanizme, a istraživači istražuju načine za jačanje tih prirodnih zaštitnih mehanizama. Ciljajući specifične gene unutar samih stabala masline, istraživači nastoje povećati njihovu otpornost na OQDS.

Precizni geni identificirani za utišavanje igraju vitalnu ulogu u interakciji stabla s Xylella fastidiosa. Neki od tih gena uključeni su u odgovor stabla na bakteriju, utječući na ozbiljnost simptoma OQDS-a. Utišavanjem ovih specifičnih gena, istraživači se nadaju da će promijeniti odgovor stabla masline na Xylella fastidiosa, čineći ga otpornijim na bolest.

Utišavanje ovih gena unutar stabla masline nudi potencijalno rješenje za borbu protiv OQDS-a dok se potreba za pesticidima širokog spektra smanjuje na minimum. Ovaj pristup ne samo da bi povećao otpornost stabla na bolest, već bi također doprinio održivoj i ekološki prihvatljivoj poljoprivrednoj praksi.