Камила Нургалиева 
Ученые давно пытались понять, почему одни растения обладают сильным ароматом, в то время как другие пахнут едва уловимо. Недавно исследовательская группа из Еврейского университета в Иерусалиме смогла преодолеть генетическое «узкое место», использовав точное редактирование генов для усиления запаха цветов и повышения питательной ценности овощей.
В центре исследования, проведенного под руководством доктора Одеда Скалитера и профессора Александра Вайнштейна, оказался особый фермент под названием HMGR. Этот фермент действует как биологический «страж», контролирующий выработку терпеноидов – крупнейшей группы природных соединений в растениях. Именно терпеноиды отвечают за всё: от защиты растений и сладкого запаха розы до ярких цветов фруктов и лечебных свойств противомалярийных препаратов.
В природе у растений есть встроенная система, не позволяющая им производить избыток определенных веществ. Фермент HMGR имеет регуляторный участок, который работает как метаболический тормоз. Когда растение «чувствует», что терпеноидов достаточно, этот участок останавливает работу HMGR для экономии энергии. Используя систему CRISPR/Cas9, исследователи нацелились на этот регуляторный участок у петуний и салата-латука. С помощью незначительных правок в генетическом коде, а не полного «выключения» гена, им удалось отключить «тормоз», не навредив здоровью растения.
«Эти результаты создают безтрансгенную стратегию для увеличения производства природных соединений, таких как летучие вещества и пигменты, – отметил профессор Александр Вайнштейн. – Наша работа закладывает основу для разработки устойчивых, обогащенных питательными веществами культур, которые смогут удовлетворить потребности как сельского хозяйства, так и потребителей».
Результаты оказались поразительными. Петунии с отредактированным геномом не просто пахли сильнее – они стали более выносливыми, а их цветы – крупнее. Одним из самых неожиданных открытий стало то, что вмешательство в терпеноидный путь также стимулировало выработку совершенно другой группы метаболитов – фенилпропаноидов. Эти соединения отвечают за пряные и цветочные ноты во многих ароматах, например, за запах миндаля или гвоздики.
«Мы обнаружили, что вызванные мутации ослабили отрицательную обратную связь фермента, – объяснил доктор Одед Скалитер. – Это выявило сложный уровень взаимодействия между метаболическими путями, показывая, как мы можем использовать точную селекцию для улучшения сенсорных качеств растений». Анализ внутренней химии растений показал, что генетическое редактирование вызвало «углеродный сдвиг»: поскольку терпеноидный путь стал работать эффективнее, растение начало производить излишки углерода, который затем направился в другие метаболические пути, связанные с ароматом и здоровьем.
Исследователи применили тот же подход к салату-латуку – культуре, известной своим хрустом, но часто критикуемой за низкую пищевую ценность. В отредактированном салате повысился уровень соединений, отвечающих за вкус и антиоксидантную активность. Эта «безтрансгенная» стратегия особенно важна для будущего сельского хозяйства. Поскольку конечные растения не содержат чужеродной ДНК, они представляют собой точную альтернативу традиционным ГМО, которая может получить большее одобрение у потребителей.
