Структура хромосом влияет на эффективность бактерии для генной инженерии растений

Agrobacterium tumefaciens, увеличенная в 15 000 раз. Фото: Ephraim Aliu/Университет штата Айова

Исследователи из Университета штата Айова обнаружили, что эффективность бактерии Agrobacterium tumefaciens, широко используемой в генной инженерии растений, зависит от структуры её хромосом.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показало, что бактерия с естественной двуххромосомной структурой лучше заражает растения, в то время как варианты с объединённой в одну хромосому ДНК быстрее растут и лучше переносят стресс.

«Наша работа впервые напрямую проверяет, как структура хромосом влияет на рост, выживание и способность бактерий вызывать заболевания», — отметила профессор Кан Ван.

Agrobacterium tumefaciens используется в биотехнологии с 1980-х годов для внедрения генов в растения. С её помощью созданы устойчивые к гербицидам соя и кукуруза, а также обогащённый витаминами «золотой рис».

Используя инструмент CRISPR, учёные создали четыре штамма бактерии с разной хромосомной архитектурой. Анализ показал, что гены, связанные с устойчивостью к стрессу, активнее у одниххромосомных вариантов, а гены вирулентности — у двуххромосомных.

«Это помогает нам точно настраивать штаммы в зависимости от целей», — пояснила Ван. Полученные данные также могут помочь в борьбе с вызываемой бактерией корончатым галлом — заболеванием плодовых и ореховых деревьев, винограда и сахарной свёклы.

Agrobacterium tumefaciens — одна из немногих бактерий с хромосомами как кольцевой, так и линейной формы. Эта особенность делает её перспективной моделью для изучения эволюции бактерий.