Демистификация ГМО: новые исследования показывают неожиданные изменения в ДНК растений

Генетически модифицированные организмы (ГМО) являются одной из наиболее спорных тем в современной науке. Но исследование Института Солка может помочь прояснить некоторые путаницы. Используя комбинацию методов, известных как секвенирование нанопор и оптическое картирование, исследователи считают, что они имеют более четкое представление о том, что происходит, когда гены сращиваются в геномы растений и животных.

В частности, исследование показало, что ученые могут определить, в какой степени окружающие участки ДНК хозяина были затронуты сплайсингом генов, что часто является источником беспокойства для тех, кто думает о возможных долгосрочных последствиях потребления ГМО.

Итак, чтобы генетически модифицировать растение или животное, ученые сначала секвенируют весь геном организма, чтобы определить, какие участки ДНК обладают полезными качествами. Они включают в себя черты, которые помогают организму пережить засуху, производить более высокую плотность питательных веществ, быть менее восприимчивым к насекомым или болезням или быть в состоянии противостоять определенным пестицидам, среди многих других. Последовательность ДНК, содержащая желаемые признаки, затем удаляется и имплантируется в геном организмов-хозяев, тем самым передавая полезные свойства.

Наиболее распространенным методом этого является использование бактерий Agrobacterium tumefaciens. А именно использование Т-ДНК этой бактерии, чтобы помочь переносить нужные гены во все виды организмов. Однако проблема с этим методом заключается в его недостаточной точности. То есть, когда происходит этот процесс, исследователи не уверены, что именно происходит. Недавние достижения в методах секвенирования ДНК заставили некоторых ученых заподозрить, что структура и химия ДНК хозяина могут быть изменены больше, чем первоначально предполагалось, из-за неизвестных взаимодействий с Т-ДНК, а также количества и длины Т-ДНК, переданной в хозяина.

Те, кто проектирует и продает генетически модифицированные продукты, просто проверяют новый организм на наличие желаемых признаков, и, если они присутствуют, процесс считается успешным.

Команда Института Солка объединила методы секвенирования нанопор и оптического картирования создав картину полного генома с беспрецедентным уровнем детализации. Они использовали новый метод секвенирования ДНК с длительным считыванием нанопор, который сделал сборку картины полного генома намного проще, поскольку он расширяет размер данных, которые могут быть собраны, уменьшая сложность сборки частей. Они также создали оптические карты генома с помощью системы Bionano Genomics Iris, которая, как они продемонстрировали, может достигать уровней разрешения в масштабе одной молекулы.

Группа обнаружила, что одна попытка вставки может привести к семи непреднамеренным вставкам или манипуляциям с геномом носителя. Некоторые из них были до десяти раз больше, чем предполагалось, в результате чего большие сегменты ДНК хозяина были повреждены или перемещены. Кроме того, входящая ДНК иногда оказывалась неуместной, разрезанной пополам или в неправильной последовательности.

То, что эти новые результаты означают для дебатов по ГМО, открыто для интерпретации. На какой бы стороне вы ни были, это исследование показывает, что на молекулярном уровне происходит больше, чем мы первоначально думали.

Тем не менее, для того, чтобы быстрорастущее население планеты смогло себя прокормить, в рацион необходимо будет включать генетически модифицированные продукты, так как нынешняя урожайность не слишком высокая для пропитания тех 9,7 млрд человек, которые будут проживать на Земле в 2050 году.

Так что же дальше, что делать чтобы помочь определить, являются ли ГМО правильным путем, по которому человечество должно пойти, и как убедиться, что они абсолютно и полностью безопасны? Специалисты говорят, что на эти вопросы смогут ответить только дополнительные исследования, пишет SingularityHub.