Учёные разработали метод получения более сладких и хорошо растущих томатов

Предыдущие исследования показали, что сахароза играет роль в контроле ключевых генов плода, участвующих в метаболизме сахара. Попытки контролировать эти гены позволили увеличить содержание сахара в плодах, но также привели к задержке роста.

Исследователи из Университета Тохоку (Япония) использовали биоинформатический поисковый инструмент, чтобы найти нуклеотидные последовательности в геноме томата, похожие на известную последовательность гена табака, которая может подавляться сахарозой.

• Когда специальная кодирующая последовательность в гене табака, называемая uORF, удаляется, а основная последовательность заставляется сверхэкспрессироваться, ген активирует несколько других генов, участвующих в метаболизме сахара, в конечном итоге повышая уровень сахарозы в листьях табака.
• Если uORF не удалена, сверхэкспрессирующий ген повышает содержание сахарозы в листьях табака, но только до определённого предела. Возросшая сахароза подавляет uORF, что, в свою очередь, подавляет основную часть гена, ограничивая его способность к дальнейшему увеличению содержания сахарозы в плоде.

Биоинформатический поиск учёных выявил в растении томата два гена с очень похожими на табачный последовательностями, и их uORF были удалены. Основная последовательность гена была помещена под контроль другого гена, E8, для экспрессии целевого гена. Затем модифицированная ДНК была вставлена в растения томата.

Полученные линии томатов имели на 50% больше сахарозы, чем обычные томаты, и не показали задержки роста. Помимо метаболизма сахара, ген томата также влияет на гены, участвующие в метаболизме аминокислот. Исследователи обнаружили, что уровни нескольких аминокислот были выше в трансгенных томатах.

Основываясь на результатах, команда сейчас разрабатывает новую модифицированную последовательность ДНК, содержащую 2A11, который функционирует в течение большей части развития плода, чем E8.

Исследователи полагают, что большинство цветковых растений (покрытосеменных) содержат похожие гены, чувствительные к сахарозе, что делает их «технологию подслащивания» широко применимой.