Без пуха и без болезней: учёные создали первую в России коллекцию генно-редактированных осин

Учёные из Санкт-Петербургского Научно-исследовательского института лесного хозяйства (СПбНИИЛХ) разработали технологию редактирования генов деревьев, которая позволяет изменять их биологические свойства по желанию человека.

Новая методика уже испытана на осине и в перспективе может избавить осину и тополь от способности цвести, тем самым решив одну из хронических городских проблем — весенний пух и аллергические реакции.

Как работает технология

По словам кандидата географических наук, заместителя директора института Александра Степченко, команда впервые в России применила метод генного редактирования к древесным породам. Исследователи взяли несколько культур ткани осины и подвергли их воздействию "генной пушки" — прибора, который вводит в клетки корректирующие участки ДНК, отключающие определённые функции.

"Мы создали генно-редактированную линию осины, чтобы изменить её признаки. Тополь — ближайший родственник осины, и с ним можно провести аналогичную процедуру. Когда тополь цветёт, пух доставляет массу проблем аллергикам. Мы можем сделать так, что он не будет образовывать соцветий — быстро и гарантированно", — сообщил младший научный сотрудник СПбНИИЛХ Дмитрий Каржаев.

После обработки ткани выращенные сеянцы прошли секвенирование - анализ ДНК, который показал, какие клетки успешно отредактированы. Из примерно 800 обработанных образцов удалось получить 11 растений, полностью потерявших способность к цветению. Эти экземпляры были клонированы, и из них создана коллекция живых, генетически откорректированных осин, готовых к высадке в грунт.

Почему деревьям "отключают" цветение

Весенний тополиный пух — не просто эстетическая проблема. Он вызывает аллергические реакции, скапливает пыль, сор и продукты горения, усиливая раздражение дыхательных путей.

Отказ деревьев от цветения решает проблему без вырубки старых насаждений и без вреда для экосистемы, поскольку мужские деревья, которые дают пух, можно заменить нейтральными, не цветущими линиями.

А что если вмешательство нарушит природный баланс? Учёные подчёркивают: редактирование не делает деревья ГМО в привычном смысле. В их геном не вводятся чужеродные гены, а лишь корректируются собственные участки ДНК, отвечающие за отдельные функции. Это имитация естественных мутаций, которые в природе заняли бы десятилетия.

Потенциал для лесного хозяйства

Технология редактирования открывает возможности не только для борьбы с пухом. Как отметил Степченко, с её помощью можно повышать устойчивость деревьев к грибковым заболеваниям и вредителям, ускорять рост и даже улучшать качество древесины.

"Сейчас осина в российских лесах почти вся поражена стволовыми гнилями. Уже к 40-50 годам она теряет товарную ценность. Мы можем генетически скорректировать дерево так, чтобы оно быстрее росло и дольше оставалось здоровым", — пояснил Александр Степченко.

Редактирование позволяет также снижать содержание лигнина - твёрдого вещества, из-за которого древесина становится хрупкой при переработке. Это облегчит производство целлюлозы и повысит рентабельность лесоперерабатывающих предприятий.

От лаборатории к практике

Пока генетически отредактированные деревья находятся в испытательном цикле, но уже сейчас ясно, что технология жизнеспособна. Из 800 попыток успешными стали 11, и каждая из них — самостоятельная линия с подтверждёнными свойствами. По словам Каржаева, теперь в планах — применение метода к берёзе, ели, сосне и лиственнице.

Почему успех важен для науки? До этого момента древесные породы считались слишком сложными для точечного редактирования: у них долгая вегетация, сложная структура и высокий риск мутаций при пересадке клеток. Метод "генной пушки" позволил обойти эти ограничения и достичь результата в лабораторных условиях.