Demetilacija RNK močno poveča pridelek poljščin

Ameriški in kitajski raziskovalci so pokazali, da razmeroma enostavna sprememba v delovanju informacijske RNK za kar polovico poveča pridelek tako spremenjenega riža in krompirja.

Rastoča človeška populacija in vse bolj drastične posledice podnebnih sprememb resno bremenijo naše sisteme pridelave hrane. Zato si v biotehnologiji že dlje časa prizadevajo tudi s pomočjo genskega inženiringa ustvariti rastline, ki bodo odpornejše na višje temperature in pomanjkanje vode ter bodo obilneje rodile. Toda čeprav je napredek zaznaven, so veliki preboji še bolj redki in zato je nedavno odkritje znanstvenikov z univerz Chicago, Peking in Guizhou, da že razmeroma enostavna modifikacija delovanja mRNK močno poveča pridelek najbolj razširjenih poljščin, toliko bolj razburljivo. Obenem pa bi lahko povedalo več tudi o podobnih mehanizmih v živalskih organizmih in človeku.

Že nekaj časa vemo, da gol spisek genov, ki v našem DNK hranijo recept za sestavne dele organizma, zlepa ne predstavlja vsega, kar se odvija pri sintezi aminokislin. Vse pomembnejša veda je na primer epigenetika, ki se ukvarja s podedovanimi informacijami, ki niso zapisane v genih. Takšni kemični zaznamki lahko na primer učinkujejo na način, da spremenijo delovanje informacijske RNK in s tem odrejajo, koliko se neke beljakovine proizvede. Pred desetimi leti so na Univerzi v Chicagu ugotovili, da je tozadevno zelo pomembna metilacija adenozina (m⁶A) v RNK. To pomeni: adenozin, ki tvori nukleotid z nukleinsko bazo adeninom, ima dodano metilno skupino (CH₃). Tako "obdelana" mRNK je v celicah manj aktivna, kar pomeni, da ribosomi napravijo manj aminokislin, ki jih takšna mRNK zapisuje. Zato gre za neke sorte kemično zavoro, za katero vemo, da ima vpliv na rast organizmov.

Vemo pa tudi, kaj odstranjuje metilirano mRNK iz celic: gen FTO. Raziskovalci so tako najprej v riž vnesli živalsko različico gena FTO in pobuljili, ko so v laboratoriju dobili kar trikrat večje rastline od običajnih! Ko so poskus ponovili v realnem okolju na njivi, je bil pribitek k masi pridelka še vedno 50-odstoten. Pri tem je šlo v glavnem za število stebel, listov, plodov in korenin, medtem ko so velikost celic in plodov ter premer stebla ostali enaki. Nato so poskus ponovili s krompirjem, ki je v rastlinskem drevesu precej oddaljen od riža - in dobili skoraj do pike enak rezultat, kar se tiče mase. Je pa bila oblika pribitka tu drugačna, saj so bili gomolji večji. To pomeni, da gre pri vsem za že precej star molekularni mehanizem, ki je verjetno razširjen širom rastlin in živali.

Raziskovalce zdaj čaka preverjanje lastnosti teh novih rastlin, predvsem hranilnih vrednosti in pa njihove morebitne povečane zahtevnosti za tla. Pri poskusu so zaznali okrepljeno jakost fotosintetiziranja, zato dobršen del povečanja mase pride od tu, a gotovo tudi iz zemlje potegnejo več hranil; je pa bilo poleg opaženo, da so modificirane rastline tudi odpornejše na pomanjkanje vode. Zelo živahno bo tudi pri raziskovanju, kje vse je mogoče najdeni mehanizem še uporabiti in morebitne druge načine za njegovo sprožanje. Vnašanje živalskih genov namreč pomeni, da so tokratne rastline transgene, kar je zelo kočljiv detajl za večino zakonodaj v razvitem svetu, ki nad transgenimi organizmi vihajo nos. Če bi bilo mogoče "stikalo pretakniti" zgolj kemično ali nemara z metodo CRISPR, bi takšen pridelek prej prispel na trg.