"Ang pamaagi sa pag-edit sa genome kinahanglan dili supak sa tradisyonal nga mga pamaagi sa pagpili. "Kini usa ka bag-ong himan," gipasiugda sa ulo sa laboratoryo sa resistensya sa stress sa tanum All-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology (VNIISB) Vasily Taranov. – Kaniadto, ang mga siruhano nag-opera gamit ang kutsilyo, unya sila nagpakita mga scalpel, dayon mga laser. Ang bug-os nga lainlain nga mga kapilian nahimong magamit sa operasyon. Mao nga ang genetic engineering nagtanyag usa ka himan nga mahimo nimong makuha ug mapaayo ang usa ka butang, apan dili kini kanselahon o ilisan ang tanan nga gigamit kaniadto. ”
Ang All-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology (VNIISB) naglihok sa usa ka laboratoryo alang sa resistensya sa stress sa tanum, ang trabaho nga gihimo sa duha ka panguna nga direksyon: ang pagpangita sa mga gene nga nagtino sa resistensya sa tanum sa abiotic ug biotic stress, ug pag-edit sa genome. sa mga kultibado nga mga tanum aron madugangan ang ilang resistensya sa stress. Ang lugar sa panukiduki sa mga siyentipiko naglakip sa mga patatas ug mga utanon nga bukas sa yuta.
Nakigsulti kami sa ulo sa laboratoryo nga si Vasily Taranov ug senior nga tigdukiduki nga si Marina Lebedeva bahin sa kung unsa ang mga bahin ug mga bentaha sa labing bag-ong mga teknolohiya, kung unsa ang mga sangputanan nga mahimo nila ug kung unsang mga problema sa mga prodyuser sa agrikultura sa Russia ang gigamit sa mga siyentipiko sa laboratoryo aron masulbad.
– Karon adunay daghan nga mga pakigpulong mahitungod sa panginahanglan sa pagpadali sa proseso sa pagpili. Gituohan nga ang pamaagi sa pag-edit sa genome nagtugot niini nga mahimo. Tinuod ni?
V.T.: Mas husto ang pag-ingon nga ang biotechnological nga mga pamaagi makatabang dili kaayo sa pagpadali sa pagpili kondili sa pagpalapad sa mga kapabilidad sa mga siyentipiko. Ang proseso sa pagtrabaho sa usa ka lainlain nagpabilin nga taas, tungod kay naghisgot kami bahin sa mga tanum nga adunay usa ka piho nga siklo sa kinabuhi.
Apan nahimong posible alang sa mga espesyalista nga makakuha og mga resulta nga lisud kaayo (kon dili imposible) nga makab-ot gamit ang tradisyonal nga mga pamaagi sa pagpasanay.
Uban sa tabang sa genomic nga pag-edit, mahimo natong gituyo ang pagpaila sa usa ka mutation nga direktang makaapekto sa usa ka piho nga kinaiya sa usa ka lainlain, samtang ang nahabilin nga komplikado sa mga kinaiya nga bililhon sa ekonomiya dili mausab.
M.L.: Hunahunaa nga gusto namong ipaila ang resistensya nga gene gikan sa usa ka ihalas nga patatas ngadto sa among gitanom nga lainlain gamit ang tradisyonal nga pamaagi sa pagpasanay. Aron mahimo kini, ang breeder nagdala sa usa ka serye sa mga krus sa "bangis" nga adunay pipila nga mga linya sa kultura. Ang problema mao nga kauban ang resistensya nga gene, ang tanan nga uban pang "ihalas" nga mga gene gibalhin sa lainlain, nga sa kasagaran dili kaayo gusto. Ang genetic engineering nagtugot kanimo sa pagkuha/pag-ilis sa usa lang ka gusto nga gene.
- Adunay usa ka punto sa panglantaw nga bisan pa sa kamatuoran nga ang pamaagi sa pag-edit sa genome nahibal-an sulod sa mga 10 ka tuig, kini wala pa makahimo og mamatikdan nga komersyal nga mga resulta.
V.T.: Dili kini hingpit nga tinuod. Ang mga nag-unang kompanya sa pagpasanay sa kalibotan naggamit ug genome editing ug dili kini itago. Apan wala kita masayod kung unsa gyud ang ilang gibuhat ug unsa ang resulta nga ilang makuha.
Wala gi-anunsyo ang mga nahimo tungod kay mas mahal ang pagdala sa merkado sa usa ka tanum nga giproseso gamit ang mga pamaagi sa genetic engineering kaysa usa nga nakuha sa tradisyonal. Ug usahay kini imposible nga mahimo.
Sa samang higayon, lisud kaayo nga pamatud-an nga ang pag-edit sa genome gigamit sa paghimo sa usa ka partikular nga lainlain gamit ang kasamtangan nga mga pamaagi.
Atol sa pagsulay, ang mga espesyalista mangita alang sa usa ka marker sequence sa genome sa organismo; kung kini anaa, ang tanum mailhan nga genetically modified. Apan sa pag-edit sa genomic, wala’y gipaila sa genome, mao nga wala’y makit-an.
Ang mga pagbag-o kasagarang makaapekto dili lang sa usa ka gene, kondili sa usa ka espesipikong dapit sa gene, sa literal usa ka nucleotide, usa ka letra. Ug ang nahabilin nga binilyon nga mga sulat nagpabilin nga ingon kaniadto. Aron mahibal-an nga ang usa ka tanum na-edit na, kinahanglan nimo nga basahon ang tibuuk nga genome niini, nga adunay sakup nga napulo ka pilo nga mas taas kaysa sa sumbanan aron mawagtang ang sayup. Wala’y usa nga mobuhat sa ingon ka daghan ug mahal kaayo nga pag-analisar, ug ang breeder kanunay nga makaingon nga nakuha niya ang tanum gamit ang mutagenesis o tradisyonal nga pagpili.
– M.L.: Ang pag-edit sa genome sa kinatibuk-an, ug labi na ang kasinatian sa paggamit niini nga mga teknolohiya sa mga tanum, usa ka bag-o nga istorya.
Dili labing gamay tungod kay aron mabag-o ang usa ka bahin kinahanglan nimo mahibal-an kung unsa gyud ug kung giunsa kini pag-edit. Ang mga kinaiya sa tanum gitino pinaagi sa mga gene, kasagaran usa ka hugpong sa mga gene, diin kinahanglan nga pilion ang angay nga mga target alang sa pag-edit. Apan ang pagpatin-aw sa mga gimbuhaton ug regulasyon sa piho nga mga gene nga makatampo sa mga kinaiya sa interes nanginahanglan komplikado ug kanunay nga taas nga mga pagtuon. Kung itandi sa mga hayop ug mga tawo, makaingon kita nga wala kaayo kita kahibalo sa daghang mga mekanismo sa molekula sa mga kinaiya sa tanum (pananglitan, resistensya, produktibidad, ug uban pa). Sa parehas nga oras, ang mga genome sa tanum mas dako ug labi ka komplikado, nga wala gyud gipasimple ang buluhaton. Bisan pa, daghan na ang nahibal-an pinaagi sa sukaranan nga panukiduki sa biology sa tanum, ug kung mas masabtan nato kini, mas daghan ang atong mga posibilidad sa pagbag-o.
Dugang pa, naghisgot kami bahin sa usa ka pamaagi nga nagpaposible sa pagtul-id sa pipila nga mga kinaiya, apan dili pagpaila sa bag-ong mga lahi sa merkado, nga nagtrabaho diin, bisan pa sa pipila nga pagpadali, kinahanglan pa nga mga tuig.
- Ang mga biotechnologist ba naghimo sa pag-edit sa gene? Giunsa nila pagtino ang aktuwal nga direksyon sa trabaho (ang katuyoan sa pag-edit)?
V.T.: Ang biotechnologist kinahanglan nga magtrabaho kauban ang usa ka malampuson nga breeder sa gipili nga tanum ug, labing maayo, apil ang ubang mga espesyalista nga prodyuser. Ang breeder, kauban ang mga mag-uuma, nagtakda sa buluhaton, ang breeder nagtabang sa pagpili sa angay nga genotypes. Kami, sa baylo, mokonsulta sa mga biochemist ug geneticist, among gihunahuna kung unsa ang among matanyag sa kini nga sukaranan (ang kinahanglan nga mga kinaiya dili kanunay nga igo nga gitun-an gikan sa usa ka biolohikal nga punto sa panglantaw). Atong tan-awon kung unsa gyud ang atong mahimo, ipatuman ang atong yugto sa trabaho, ibalik ang resulta nga linya sa breeder, ug ang breeder nagdala sa resulta sa barayti.
- Ang pag-edit ba sa genome usa ka mahal nga teknolohiya?
V.T.: Ang gasto sa pagkuha sa usa ka tanum nagdepende sa tanum ug kung ang resulta nga tanum gi-edit o transgenic.
Kung maghisgot kita bahin sa mga ekipo, nan alang sa usa ka kompanya nga nakigbahin na sa pagkuha nga wala’y virus nga materyal ug microcloning, ang pagpalit sa mga kagamitan ug mga reagents alang sa pag-edit sa genome mogasto sa medyo gamay nga kantidad. Ang babag sa pagsugod sa ingon nga trabaho mahimo’g dili ang daghang kantidad sa pagpamuhunan, apan ang kakulang sa mga kwalipikado nga kawani. Diyutay ra kaayo ang mga tawo nga makahimo ug makahimo sa ingon nga espesyal nga buluhaton.
Ug pagbalik sa mga gasto: ang pag-uswag sa teknolohiya sa kini nga lugar kusog kaayo. Ang mga pamaagi sa pag-edit sa genome, ingnon ta, kaniadtong 2012, sa dihang nadiskobrehan ang CRISPR/Cas9 (usa ka teknolohiya sa pag-edit sa mga genome sa mas taas nga mga organismo, base sa immune system sa bakterya), ug ang naa kanato karon lahi kaayo. Ang episyente sa pag-opera motaas kada tuig, ug mous-os ang gasto.
M.L.: Kini mahimong itandi sa human genome sequencing project. Ang unang genome sa tawo gisunod-sunod sa usa ka internasyonal nga consortium sulod sa 10 ka tuig alang sa 2.7 bilyon dolyares tungod lang kay ang maong mga teknolohiya anaa na sa dekada 90. Sa pagkakaron, ang pag-sequence sa usa ka kompletong genome sa tawo nagkantidad ug ubos sa $1000 ug mokabat ug pipila ka adlaw.
- Magpadayon kita sa paghisgot bahin sa imong laboratoryo, naka-focus ba kini sa sukaranan nga siyensya o gipadapat nga panukiduki?
V.T.: Kami naningkamot sa pagbuhat sa duha. Sa sinugdan, gihatagan ug prayoridad ang sukaranang mga butang, apan karon naningkamot kami sa paggamit sa among mga kalamboan sa pagpraktis.
Sa pagkakaron, pananglitan, atong gitun-an ang mga mekanismo sa pagbatok sa patatas sa virus Y. Daghan kini nga sukaranan nga trabaho, apan kung malampuson, ang resulta mahimong makapaikag kaayo alang sa pagpili sa mga resistensyado nga matang.
M.L.: Ang sukaranan ug gipadapat nga siyensya suod nga magkadugtong; ang usa dili maglungtad kung wala ang lain. Kung wala kita nahibal-an kung giunsa ang virus nakig-uban sa tanum, diin ang mga piho nga protina, dili naton kini mabag-o aron mahimo ang resistensya sa tanum.
Naghimo kami panukiduki bahin sa virus Y sukad sa 2018 ug karon nagkaduol na sa kamatuoran nga sa sunod nga magtiayon nga mga tuig makakuha kami usa ka pormula alang sa pagsukol, ug sa umaabot ang kinahanglan nga praktikal nga sangputanan: ang tanum nga patatas dili mag-synthesize sa mga virus nga protina, kini mahimong makasugakod sa virus.
– Nakigtambayayong ka ba sa mga kompanya sa pagpasanay/mga breeder sa Russia?
V.T.: Sa patatas, nagtrabaho kami sa usa ka batan-ong breeder nga si Maria Polyakova, aktibong nakigsulti sa mga eksperto gikan sa Potato Union, ug nagpadayon sa mga kontak sa Potato Federal Research Center nga gihinganlan. A.G. Lorja. Sama sa alang sa repolyo, nakig-uban kami sa mga breeder ug mga tigpananom sa binhi sa Russian State Agrarian University-Moscow Agricultural Academy nga gihinganlan. K.A. Timiryazev ni Grigory ug Socrates Monachos. Ug sa atong gibuhat niining dapita, kita hingpit nga gigiyahan nila.
– Ug usab mahitungod sa mga virus. Marina Valerievna, ang imong hanay sa mga interes sa siyensya naglakip dili lamang sa virus Y. Kaniadtong 2023, nakadawat ka usa ka grant gikan sa Russian Science Foundation aron magpahigayon panukiduki bahin sa proyekto nga "Pagtuon sa mga virome sa gitanom nga patatas (Solanum tuberosum L.) gamit ang high-throughput sequencing nga mga pamaagi." Nganong makaiikag kini nga topiko?
M.L.: Patatas, sa usa ka mas dako nga gidak-on kay sa daghang uban nga mga tanom, nag-antus gikan sa viral nga mga sakit, tungod kay sila gipadaghan vegetatively. Ang mga virus natipon sa mga tubers ug gipasa ngadto sa sunod nga mga henerasyon, mao nga ang viral load kanunay nga nagtubo. Kung giingon nila nga nagkadunot ang patatas, mao gyud kini ang among gihisgutan.
Ang mga virus dili mga inert system; sila aktibong nakig-uban sa host plant ug sa usag usa. Adunay mga kaso diin ang usa ka tanum nga nasakit na sa usa ka piho nga virus dili mahimong mataptan sa lain. Ug adunay mga virus nga dili makatakod sa usa ka tanum nga mag-inusara; kini molihok lamang sa kooperasyon sa ubang mga virus. Bag-o lang, usa ka trabaho ang gipatik nga naghulagway sa mga porma sa mga virus nga makatabang sa mga tanum nga makalahutay sa hulaw. Ang ingon nga wala damha nga pagbalhin gikan sa parasitismo ngadto sa mutualism.
Wala’y epektibo nga mga kemikal sa pagbatok sa mga sakit nga viral sa patatas. Aron mapauswag ang kahimsog niini, medyo komplikado ug, labing hinungdanon, ang mga mahal nga pamaagi naugmad: pinaagi sa in vitro nga kultura, pagkuha mga microtubers. Apan ang resulta molungtad lamang sa pipila ka mga henerasyon. Aron makit-an ang ubang mga solusyon, kinahanglan nimo nga tun-an ang mga kinaiya sa mga virus sa mas detalyado, mao nga ang pagtuon labi ka hinungdanon.
- GOST 33996-2016 "Mga liso nga patatas. Teknikal nga mga kondisyon ug pamaagi sa pagtino sa kalidad" lima ka mga virus ang gilista (PVK - X patatas virus; SBK - S patatas virus; MVK - M patatas virus; YBK - Y patatas virus; VSLK - dahon curl virus patatas) ug usa ka viroid (PSTV – potato spindle tuber viroid). Magpokus ka ba kanila?
M.L.: Ang akong proyekto nagtumong sa paggamit sa high-throughput nga mga pamaagi aron tun-an kadtong mga virome (mga koleksyon sa mga virus) nga anaa sa mga patatas sa Russia. Makapainteres kini gikan sa punto sa pagtan-aw kung unsang mga komplikado sa lainlaing mga virus ang makit-an sa usa ka tanum, ug gikan sa punto sa pagtan-aw sa pagkaylap sa kini nga mga virus.
Sa kinatibuk-an, labaw pa sa 50 nga mga virus nga nakit-an sa mga patatas ang nahibal-an sa kalibutan. Kadtong nalista sa GOST usa sa labing delikado, ug dugang pa, sila adunay tin-aw nga mga timailhan sa gawas. Busa, ang mosaic necrosis usa ka kasagaran nga pagpakita sa impeksyon sa virus Y, ug ang presensya sa leaf curl virus mahimong mahibal-an pinaagi sa kinaiya nga deformation sa mga blades sa dahon.
Apan adunay daghang mga virus nga wala magpakita sa ilang kaugalingon nga phenotypically, bisan kung mahimo usab kini adunay epekto sa tanum. Talagsa ra sila madiskobrehan, apan tungod lamang kay wala sila gipangita.
Isip usa ka pananglitan, mahimo nakong isulti ang trabaho sa mga kauban gikan sa All-Russian Research Institute of Plant Protection (VIZR). Sa 2019, gipatik nila ang usa ka artikulo bahin sa pagkadiskobre sa patatas nga virus P sa Russia. Kaniadto gituohan nga kini giapod-apod lamang sa South America.
Ang pangutana unsa ang atong madiskubrehan kung dili kita motan-aw "sa ilawom sa suga sa kadalanan" kung diin kini kahayag, apan kung diin kita wala pa motan-aw.
– Asa nimo ipahigayon ang imong research?
M.L.: Sumala sa mga termino sa grant, ang proyekto molungtad og duha ka tuig. Sa miaging tuig nakigtambayayong kami sa usa ka umahan sa patatas sa rehiyon sa Tula, nakolekta nga materyal, nagtrabaho sa lainlaing mga lahi ug mga pagpanganak. Karong tuiga moadto kami sa ubang mga rehiyon ug tan-awon kung unsang mga virus ang makit-an didto.
Ang mga resulta sa pagtuon masumada sa 2025, ug siguradong isulti namo ang mga tigpananom og patatas sa Russia bahin niini.