لآلاف السنين ، تشكلت المحاصيل من خلال عمليات التدجين. يتكاثر المزارعون ويختارون أصنافًا جديدة تتكيف مع البيئات المتغيرة باستمرار. على الرغم من كفاءتها ، إلا أن هذه العملية تستغرق وقتًا طويلاً. علاوة على ذلك ، يجب أن تكون السمة المرغوبة موجودة في مكان ما ضمن تنوع الأنواع المراد تحسينها.
نسخ آلية من واحد نوع إلى نوع من الاهتمام الزراعي يصبح تحديًا جديدًا. من بين التقنيات المتاحة ، تتوفر تقنيات جديدة لتحرير جينوم النبات منذ عام 2012. غالبًا ما تتم مقارنتها بـ مقص جزيئي، تتيح تقنية CRISPR-Cas9 تعديل منطقة من الحمض النووي للنبات بطريقة مستهدفة ودقيقة.
من بين العديد من أنواع المحاصيل مثل الفلفل والبازلاء ، تقاوم بعض الأصناف الأمراض التي تسببها فيروسات من جنس فيروس بوتي. كيف يفعلون هذا؟ لإصابة النباتات ، يتعين على الفيروسات اختطاف البروتينات من مضيفيها ، لكن هذه البروتينات تؤدي بالفعل وظائف في الخلية النباتية. اكتسبت النباتات التي تقاوم العدوى طفرات في جين يرمز لأحد بروتينات "القابلية للتأثر" هذه.
هذه الطفرات تستفيد من المضيف بروتين بالفيروس مستحيل ، بينما يظل فعالاً للنبات. وهكذا فإن النبات المصاب بهذه الطفرات يقاوم العدوى ، دون تغيير أي شيء آخر للنبات!
هدفت دراسة جديدة إلى نقل هذه الآلية إلى النباتات ذات الأهمية الزراعية ، من خلال دراسة جدواها في طماطم الكرز. للقيام بذلك ، استخدمت فرق INRAE نهجًا يختلف عن النهج التقليدي. لم يحاولوا تعطيل الجين الذي يجعل النبات عرضة للفيروس ، ولكن بدلاً من ذلك قاموا بتعديله لتقليد الطفرات المسؤولة عن المقاومة الموجودة في البازلاء أو الفلفل.
ولهذه الغاية ، طبقوا تقنية CRISPR-Cas9 لاستهداف منطقتين من هذا الجين. تؤدي هذه التعديلات المتزامنة إلى تغييرات في البروتين الذي ينتجه هذا الجين. تمنح هذه التغييرات النبات مقاومة قوية للعديد من الفيروسات من جنس الفيروسة النباتية ، بما في ذلك PVY. كما هو الحال مع الطفرات الطبيعية المنتقاة في الأنواع الأخرى ، فإن هذه التغييرات لا تغير تعبير أو تراكم البروتين الذي ينتجه الجين ، ولا تؤثر على وظيفته.
يشكل هذا العمل دليلاً على المفهوم ، ويقترح مقاربة جديدة للتحرير الدقيق الطفرات، بهدف إعادة إنتاج المقاومة الطبيعية في الأنواع المعرضة للإصابة وبالتالي الحد من استخدام المبيدات.
تم نشر النتائج في مجلة التكنولوجيا الحيوية النباتية.