Растительные масла имеют широчайший спектр применения, начиная от пищевой индустрии и заканчивая производством парфюмерной продукции и биотоплива. Исходя из перспективы дальнейшего роста спроса на данный ресурс, учёные из Сингапура разработали оригинальный способ его удовлетворения – повысив содержание жиров в растениях при помощи генной инженерии.
Команда исследователей из Наньянского технологического университета разработала инновационную методику увеличения содержания масла в растительных компонентах, основываясь на уже имеющихся знаниях о распределении и специфике накопления жиров. В частности, на протяжении десятилетий учёные имели представление о роли протеина Wrinkled1 (WRI1) в данном контексте, однако сингапурские генетики впервые досконально изучили его молекулярную структуру. Благодаря более детальному пониманию строения и работы белка исследователи идентифицировали, как он связывается с ДНК растений для регулирования процессов накопления растительных жиров в семенах, листве и мякоти плодов. Затем они сумели внести некоторые изменения в работу WRI1.
Исследователи отследили, какую цепь последовательных реакций-инструкций запускает данный протеин для контроля синтезирования и отложения масел. По словам профессора Гао Юнгуя, как только его коллеги визуализировали «замок» WRI1, им не составило труда синтезировать «ключ», который смог бы раскрыть потенциал протеина. В частности, генные инженеры многократно улучшили способность протеина связываться с растительной ДНК, тем самым стимулируя более интенсивное накопление масла. В рамках эксперимента учёные модифицировали белок, регулирующий отложение жиров-триглицеридов в листве и семенах модельных растений Nicotiana benthamiana (Табака Бентхама) и Arabidopsis thaliana (побывавшей в космосе Резуховидки Таля). Анализ показал, что содержание растительных жиров в Arabidopsis thaliana выросло на 15-18% в сравнении с контрольными образцами. По словам генетиков, потомки этих растений также будут иметь гены для производства модифицированного белка WRI1, а значит они смогут производить больше масла без дополнительных вмешательств.
Согласно исследованию «Molecular basis of the key regulator WRINKLED1 in plant oil biosynthesis», многие семенные растения используют WRI1 для регулирования процесса накопления масла. Более того, у большинства из них данный белок имеет идентичные механизмы взаимодействия с ДНК. Таким образом, учёным было достаточно разработать одну универсальную методику модификации части протеина, которую можно будет применить к широкому спектру растений. Семена сельскохозяйственных культур, которые используют для производства растительных масел – соя, подсолнечник, рапс и т. д. – уже имеют достаточно высокое содержание жиров, потому прирост, обеспечиваемый модификацией Wrinkled1, является весьма существенным. По словам учёных, повышение содержание масла в семенах, листве и плодах растений позволит не только удовлетворить спрос на извлекаемые из растительного сырья жиры, но также повысить питательную ценность некоторых продуктов, тем самым ослабив нагрузку на сельскохозяйственную индустрию.
