Ультракороткие РНК-вставки открывают новые возможности для генетической модификации растений

Вирусные короткие РНК-вставки (vsRNAi) запускают процесс генетического молчания. Автор: Plant Biotechnology Journal (2025). DOI: 10.1111/pbi.70254

Исследователи из Испанского национального исследовательского совета (CSIC) совершили прорыв в биотехнологии растений, разработав новый метод «выключения» генов. Технология использует ультракороткие последовательности рибонуклеиновой кислоты (РНК), доставляемые в растения с помощью генетически модифицированных вирусов. Результаты работы опубликованы в журнале Plant Biotechnology Journal.

Вирусные векторы — это модифицированные вирусы, лишённые болезнетворного генетического материала. Они действуют как «курьеры», доставляя нужные РНК-последовательности в организм растения. Ранее эта технология уже доказала свою эффективность в экспериментах по ускорению цветения, улучшению засухоустойчивости и адаптации растений к механизированной уборке.

Новый метод, названный vsRNAi (virus-mediated short RNA insertions), разработан совместно с Университетским институтом исследований агробиоразнообразия Валенсии (COMAV) и итальянским департаментом суперкомпьютерных технологий (Cineca). Он позволяет целенаправленно «заглушать» гены, препятствуя синтезу определённых белков.

«Мы применили подходы синтетической биологии, совместимые с промышленным масштабированием», — поясняет Фабио Пасин, ведущий автор исследования из Центра биологических исследований Маргариты Салас (CIB-CSIC).

Учёные использовали комбинацию сравнительной геномики и транскриптомики для создания ультракоротких РНК-вставок длиной всего 24 нуклеотида (обычные методы требуют последовательностей около 300 нуклеотидов). В качестве теста исследователи «выключили» ген CHLI, отвечающий за синтез хлорофилла, что привело к пожелтению листьев у модельных растений.

«Этот метод значительно сокращает размер и сложность традиционных конструкций для РНК-интерференции, делая технологию быстрее, дешевле и масштабируемее», — отмечает Пасин.

Перспективы для сельского хозяйства

Технология успешно протестирована на растениях семейства Паслёновые (томаты, баклажаны), включая малораспространённый вид Solanum aethiopicum, который может получить более широкое распространение в Европе.

Ключевые преимущества vsRNAi:

• Простота и специфичность
• Отсутствие стабильных изменений в геноме растений
• Низкая стоимость

Метод открывает новые возможности для:

• Увеличения урожайности
• Повышения устойчивости к болезням
• Улучшения питательных свойств культур
• Контроля вредителей

«Это революционный шаг как для фундаментальных исследований, так и для сельского хозяйства», — подчёркивает Пасин.

Дополнительная информация: Arcadio García et al, Comparative genomics‐driven design of virus‐delivered short RNA inserts triggering robust gene silencing, Plant Biotechnology Journal (2025). DOI: 10.1111/pbi.70254

Источник: Spanish National Research Council