Чешские ученые работают над созданием полезного пива
Кто, как не чешские ученые, должен внести лепту в улучшение качества пива? Благодаря ученым из чешской Академии наук, хмель может обогатиться полезными свойствами.
Чешские ученые первыми в мире модифицировали хмель с помощью современной генетической технологии CRISPR, которая позволяет точно воздействовать на конкретный ген. Эта технология позволяет специалистам целенаправленно вмешиваться в ДНК – они могут отключать или восстанавливать определенный ген, изменять его последовательность. Корректировку можно произвести с точностью до последнего участка. С помощью этого метода, так называемых «генетических ножниц», ученые по всему миру уже модифицировали, например, помидоры, пшеницу или фруктовые деревья. «Однако до сих пор хмель в списке отсутствовал», - подчеркивает Томаш Коцабек из Института молекулярной биологии растений Биологического центра АН Чешской Республики. И именно специалистам на этой рабочей площадке первым в мире удалось изменить хмель обыкновенный (Humulus lupulus) с помощью технологии CRISPR.
До сих пор этот метод был успешно протестирован на гене, важном для выработки пигмента листьев. Когда ученые его «выключили», результатом стало появление абсолютно белого листа хмеля обыкновенного. В настоящее время они уже работают с генами, которые влияют на производство веществ, важных в пивоваренной или фармацевтической промышленности. Таким образом, новая технология сможет помочь вывести более полезный хмель для будущих поколений. Конкретно – в «усовершенствованном» хмеле могло бы появиться больше лекарственных веществ и горьких кислот, придающих пиву его характерный вкус.
Если заглянуть в недавнюю историю, методика CRISPR-Cas9 – открытие достаточно новое. Нобелевскую премию 2020 года по химии за один из самых востребованных методов современной генетической инженерии, известный как «молекулярные ножницы», получили француженка Эммануэль Шарпантье и американка Дженнифер Дудна. Вдохновение при его создании ученые почерпнули в природе, а точнее – в способе, которым бактерии защищаются от нападения вирусов. Так метод помогает определить с точностью место в ДНК, отвечающее за определенную функцию. Продолжает Томаш Коцабек из Института молекулярной биологии растений, занимающийся модификацией хмеля:
«В растении находятся десятки тысяч генов. Специальный фермент, то есть, собственно, «молекулярные ножницы», может «разрезать» ДНК, а затем растение своими собственными механизмами начинает восстановление места разреза. Однако он полностью не приходит в исходное состояние, и ген впоследствии становится нефункциональным», - разъясняет Томаш Коцабек.
Это и является целью в случае гена, отвечающего за негативные характеристики. Поэтому в настоящие время чешские ученые приступили к сотрудничеству с американской лабораторией, которая планирует вышеописанным способом создать хмель, стойкий к мучнистой росе. Однако это касается не только ликвидации нежелательных свойств, ведь это далеко не все возможности новой методики. В ближайших планах чешских ученых – вывести хмель с большим количеством полезных веществ. Хмель сам по себе обладает значительным количеством веществ, оказывающих благоприятное воздействие на организм человека. Среди наиболее полезных – ксантогумол, обладающий противораковым действием. Также в хмеле содержатся антиоксиданты и противовоспалительные вещества. Однако в природном хмеле их довольно мало.
«Поэтому мы работаем над тем, чтобы увеличить количество этих веществ в хмеле. Но для этого нам необходимо знать, какие конкретно гены за это отвечают. Если бы нам удалось найти какие-то изменения, которые принесут пользу, ничто не мешало бы нам в том, чтобы начать прикладные исследования», - продолжает Томаш Коцабек из Института молекулярной биологии растений.
ГМО в Европе под вопросом
Однако в практическом применении открытий специалистам все еще мешает жесткая позиция Европейского Союза в отношении генетически модифицированных организмов, куда, по мнению ученых, несправедливо включается метод CRISPR-Cas9. Поэтому уже в 2019 году ученые обратились в соответствующие инстанции Евросоюза с требованием о смягчении позиции в отношении генетически модифицированных организмов. Напомним, что ЕС установил одни из наиболее строгих правил в мире в отношении экспорта ГМО.
«Очень важно, что мы не вносим в растение стабильный чужеродный ген. Существуют различные уловки, чтобы при применении этого метода предотвратить включение гена в растение на постоянной основе. Так что в итоге, целевой ген оказывается лишь модифицирован или «выключен», и ничего инородного в нем не появляется», - заключает Томаш Коцабек.
