«Genoma editatzeko metodoak ez luke hautaketa metodo tradizionalen aurka egon behar. "Hau tresna berria da", azpimarratzen du landareen estresarekiko erresistentzia laborategiko buruak. Errusiako Nekazaritza Bioteknologiako Ikerketa Institutua (VNIISB) Vasily Taranov. – Bazen behin, zirujauek labana batekin ebakuntzak egiten zituzten, gero agertzen ziren bisturiak, gero laserrak. Ebakuntzarako aukera guztiz desberdinak izan ziren. Beraz, ingeniaritza genetikoak zerbait hartu eta hobetzeko tresna bat eskaintzen du, baina ez du lehen erabiltzen zen guztia bertan behera uzten edo ordezkatzen».
Errusiako Nekazaritza Bioteknologiako Ikerketa Institutuak (VNIISB) landareen estresarekiko erresistentziarako laborategi bat du lan, bi norabide nagusitan egiten den lana: landareen estres abiotiko eta biotikoarekiko erresistentzia zehazten duten geneen bilaketa eta genoma editatzea. landutako landareen estresarekiko erresistentzia areagotzeko. Zientzialarien ikerketa eremuan patatak eta lur irekiko barazkiak daude.
Vasily Taranov laborategiko buruarekin eta Marina Lebedeva ikertzaile seniorrarekin hitz egiten dugu azken teknologien ezaugarriak eta abantailak zeintzuk diren, zer emaitza lor ditzaketen eta Errusiako nekazaritza ekoizleen zer arazo erabiltzen dituzten laborategiko zientzialariek konpontzeko.
– Gaur egun asko hitz egiten da hautaketa prozesua azkartu beharraz. Uste da genomaren edizioaren metodoak hori egiteko aukera ematen duela. Hau egia da?
LH: Zuzenagoa litzateke esatea metodo bioteknologikoek aukeraketa bizkortzen laguntzen dutela ez hainbeste zientzialarien gaitasunak zabaltzen. Barietate bat lantzeko prozesua nahiko luzea izaten jarraitzen du, bizi-ziklo jakin bat duten landareez ari baikara.
Baina espezialistek hazkuntza-metodo tradizionalak erabiliz lortzea oso zaila (ezezkoa ez bada) litzatekeen emaitzak lor ditzakete.
Edizio genomikoaren laguntzaz, barietate baten ezaugarri zehatz bati zuzenean eragiten dion mutazio bat nahita sar dezakegu, ekonomikoki baliotsuak diren ezaugarrien gainerako konplexuak aldatu gabe mantenduz.
M.L.: Imajinatu basa-patata baten erresistentzia gene bat sartu nahi dugula gure landutako barietatean hazkuntza-metodo tradizionalak erabiliz. Horretarako, hazleak “basatiaren” gurutzaketa batzuk egiten ditu ildo kultural jakin batzuekin. Arazoa da erresistentzia-genearekin batera, beste gene "basati" guztiak barietatera transferitzen direla, gehienetan oso desiragarria dena. Ingeniaritza genetikoak nahi duzun gene bakarra hartzeko/aldatzeko aukera ematen du.
– Badago ikuspuntu bat genomaren edizio-metodoa 10 urte inguru ezagutzen den arren, oraindik ez duela emaitza komertzial nabarmenik eman.
LH: Hau ez da guztiz egia. Munduko hazkuntza-enpresa nagusiek genomaren edizioa erabiltzen dute eta ez dute ezkutatzen. Baina ez dakigu zehazki zer egiten duten eta zer emaitza lortzen duten.
Lorpenak ez dira iragartzen, garestiagoa delako ingeniaritza genetikoko metodoen bidez prozesatu den landare bat merkatura eramatea tradizionalki lortutakoa baino. Eta batzuetan ezinezkoa da hori egitea.
Aldi berean, oso zaila da frogatzea genomaren edizioa erabili zela barietate jakin bat sortzeko dauden metodoak erabiliz.
Probak irauten duen bitartean, espezialistek sekuentzia markatzaile bat bilatuko dute organismoaren genoman; badago, landarea genetikoki eraldatua dela aitortuko dute. Baina edizio genomikoarekin ez da ezer sartzen genoman, beraz, ezin da ezer aurkitu.
Aldaketek sarritan gene bakarrari eragiten diote, baizik eta genearen leku zehatz bati, literalki nukleotido bati, letra bati. Eta gainerako milaka milioi letrek zeuden bezala jarraitzen dute. Landare bat editatu dela zehazteko, bere genoma osoa irakurri behar duzu, estandarra baino estaldura hamar aldiz handiagoarekin akatsak ezabatzeko. Inork ez du halako analisi handi eta oso garestia egingo, eta hazleak beti esan dezake landarea mutagenesia edo hautaketa tradizionala erabiliz lortu zuela.
– M.L.: Genomaren edizioa, oro har, eta, batez ere, landareetan teknologia hauek erabiltzearen esperientzia nahiko berria da.
Ez behintzat funtzio bat aldatzeko zer eta nola editatu jakin behar duzulako. Landareen ezaugarriak geneek zehazten dituzte, gehienetan gene multzo bat, eta horien artean editatzeko helburu egokiak hautatu behar dira. Baina interes-ezaugarrietan laguntzen duten gene espezifikoen funtzioak eta erregulazioa argitzeak azterketa konplexuak eta askotan luzeak behar ditu. Animaliekin eta gizakiekin alderatuz gero, esan dezakegu ez ditugula ondo ezagutzen landareen ezaugarrien mekanismo molekular asko (adibidez, erresistentzia, produktibitatea, etab.). Aldi berean, landareen genomak handiagoak eta konplexuagoak dira, eta horrek ez du zeregina batere errazten. Hala ere, landareen biologiako oinarrizko ikerketen bidez asko ezagutzen da dagoeneko, eta zenbat eta gehiago ulertu, orduan eta handiagoak dira aldatzeko aukerak.
Horrez gain, zenbait ezaugarri zuzentzea ahalbidetzen duen metodoaz ari gara, baina ez merkatuan barietate berriak sartzea, lan horrek, nolabaiteko azelerazioa izan arren, urteak behar ditu oraindik.
– Bioteknologoek geneen edizioa egiten al dute? Nola zehazten dute lanaren benetako norabidea (edizioaren helburua)?
LH: Bioteknologoak aukeratutako laborearen hazle arrakastatsu batekin elkarlanean aritu behar du eta, hobe da, beste ekoizle espezializatu batzuk inplikatu behar ditu. Hazleak, nekazariekin batera, zeregina ezartzen du, hazleak genotipo egokiak hautatzen laguntzen du. Guk, berriz, biokimikari eta genetistari kontsulta egiten diegu, zer eskain dezakegun oinarri horretatik pentsatzen dugu (beharrezko ezaugarriak ez dira beti behar beste aztertzen biologiaren ikuspuntutik). Benetan egin dezakeguna aztertzen dugu, gure lan-etapa burutu, emaitzazko lerroa hazleari itzuli eta hazleak emaitza barietateari ekartzen dio.
- Genomaren edizioa teknologia garestia al da?
LH: Landare bat lortzeko kostua laborearen araberakoa da eta sortzen den landarea editatua edo transgenikoa den.
Ekipamenduei buruz hitz egiten badugu, birusik gabeko materiala eta mikroklonazioa lortzen ari den enpresa batentzat, genoma editatzeko ekipamendu eta erreaktiboak erostea nahiko txikia izango da. Lan horiek hasteko oztopoa ez da inbertsio ikaragarria izango, langile kualifikaturik eza baizik. Oso gutxi dira horrelako zeregin espezializatu bat hartu eta bete dezaketenak.
Eta kostuetara itzuliz: arlo honetan aurrerapen teknologikoa oso azkarra da. Genoma editatzeko metodoak, demagun, 2012an, CRISPR/Cas9 aurkitu zenean (goiko organismoen genomak editatzeko teknologia, bakterioen sistema immunean oinarrituta), eta orain daukaguna oso desberdinak dira. Funtzionamenduaren eraginkortasuna handitzen da urtetik urtera, eta kostuak murrizten dira.
M.L.: Hau giza genomaren sekuentziazio proiektuarekin alderatu daiteke. Lehenengo giza genoma nazioarteko partzuergo batek sekuentziatu zuen 10 urtez 2.7 milioi dolarren truke, 90eko hamarkadan horrelako teknologiak eskuragarri zeudelako. Gaur egun, giza genoma oso bat sekuentziatzea 1000 dolar baino gutxiago kostatzen da eta pare bat egun behar ditu.
– Goazen zure laborategiari buruz hitz egitera, oinarrizko zientzian edo ikerketa aplikatuan zentratuta dago?
LH: Biak egiten saiatzen gara. Hasieran, oinarrizko gauzei ematen zitzaien lehentasuna, baina orain gure garapenak praktikan aplikatzen saiatzen ari gara.
Momentu honetan, adibidez, Y birusarekiko patataren erresistentzia mekanismoak aztertzen ari gara. Oinarrizko lan handia da, baina arrakasta izanez gero, emaitza oso interesgarria izango da barietate erresistenteak aukeratzeko.
M.L.: Oinarrizko zientziak eta aplikatuak elkarri lotuta daude; bata ezin da bestea gabe existitu. Birusak landarearekin nola elkarreragiten duen, zein proteina zehatzekin ez badakigu, ezingo ditugu aldatu landarea erresistentea izan dadin.
2018tik Y birusari buruzko ikerketak egiten ari gara eta orain hurrengo bi urteetan erresistentziarako formula bat lortuko dugula eta etorkizunean beharrezko emaitza praktikoa lortuko dugu: patata landareak ez ditu proteina birikoak sintetizatuko, baizik. birusarekiko erresistentea izango da.
– Errusiako hazkuntza-enpresekin/hazleekin lankidetzan ari al zara?
LH: Patatei buruz, Maria Polyakova hazle gazte batekin lan egiten dugu, Patataren Batasuneko adituekin aktiboki komunikatzen gara eta izena duen Patataren Ikerketa Federaleko Zentroarekin harremanak mantentzen ditugu. A.G. Lorja. Azari dagokionez, Errusiako Estatuko Nekazaritza Unibertsitate-Moskuko Nekazaritza Akademiako hazle eta hazi-ekoizleekin elkarreragiten dugu. K.A. Grigory eta Socrates Monachosen Timiryazev. Eta arlo honetan egiten dugun horretan, guztiz gidatzen gaituzte.
– Eta berriro birusei buruz. Marina Valerievna, zure interes zientifikoen artean birusa ez ezik Y. 2023an, Errusiako Zientzia Fundazioaren beka bat jaso zenuten "Landutako patataren (Solanum tuberosum L.) boromeen azterketa, errendimendu handiko sekuentziazio metodoak erabiliz" proiektuari buruzko ikerketa egiteko. Zergatik da interesgarria gai hau?
M.L.: Patatak, beste landare askok baino neurri handiagoan, gaixotasun birikoak jasaten dituzte, begetatiboki hedatzen baitira. Birusak tuberkuluetan pilatzen dira eta hurrengo belaunaldietara transmititzen dira, beraz, birusaren karga etengabe hazten ari da. Patatak endekatzen ari direla esaten dutenean, horretaz ari gara hain zuzen.
Birusak ez dira sistema geldoak; aktiboki elkarreragiten dute landare ostalariarekin eta elkarren artean. Badaude birus zehatz batekin dagoeneko gaixorik dagoen landare bat beste batekin kutsatu ezin den kasuak. Eta landare bat bakarrik kutsatu ezin duten birusak daude; beste birus batzuekin elkarlanean bakarrik jarduten dute. Duela gutxi, landareei lehortetik irauten laguntzen dieten birusen formak deskribatzen dituen lan bat argitaratu zen. Parasitismotik mutualismorako ustekabeko trantsizioa.
Ez dago patatetan gaixotasun birikoei aurre egiteko produktu kimiko eraginkorrik. Bere osasuna hobetzeko, metodo nahiko konplexuak eta, batez ere, garestiak garatu dira: in vitro kulturaren bidez, mikrotuberkuluak lortzea. Baina emaitzak belaunaldi gutxi batzuk baino ez ditu irauten. Beste irtenbide batzuk aurkitzeko, birusen ezaugarriak zehatzago aztertu behar dituzu, beraz, azterketa oso-oso garrantzitsua da.
– GOST 33996-2016 “Hazitako patatak. Kalitatea zehazteko baldintza teknikoak eta metodoak" bost birus zerrendatzen ditu (PVK - X patata birusa; SBK - S patata birusa; MVK - M patata birusa; YBK - Y patata birusa; VSLK - hosto kizkur birusa patata) eta viroide bat (PSTV - potato spindle tuber viroid). Haietan zentratuko al zara?
M.L.: Nire proiektuak errendimendu handiko metodoak erabiltzea du helburu Errusian patatetan dauden viromak (birus bildumak) aztertzeko. Hau interesgarria da bai landare batean birus ezberdinen konplexuak zein diren aurki daitezkeen ikuspuntutik, bai birus horien prebalentziaren ikuspuntutik.
Guztira, patatetan aurkitutako 50 birus baino gehiago ezagutzen dira munduan. GOSTen zerrendatutakoak arriskutsuenetakoak dira, eta, gainera, kanpoko seinale argiak dituzte. Horrela, mosaiko nekrosia Y birusaren infekzioaren adierazpen ohikoa da, eta hostoen kizkur birusaren presentzia hosto-oholen deformazio ezaugarriaren arabera zehaztu daiteke.
Baina badira fenotipikoki agertzen ez diren birus asko, nahiz eta laborantzan ere eragina izan dezaketen. Gutxitan aurkitzen dira, baina soilik bilatzen ez direlako.
Adibide gisa, Landare Babeserako Errusiako Ikerketa Institutuko (VIZR) lankideen lana aipa dezaket. 2019an, Errusian patataren birusaren P aurkikuntzari buruzko artikulu bat argitaratu zuten. Aurretik Hego Amerikan soilik banatzen zela uste zen.
Kontua da zer deskubrituko dugun argia dagoen tokira “farola azpian” begiratzen ez badugu, baina oraindik begiratu ez dugun tokira.
– Non egingo duzu ikerketa?
M.L.: Diru-laguntzaren baldintzen arabera, proiektuak bi urteko iraupena izango du. Iaz Tula eskualdeko patata baserri batekin elkarlanean aritu ginen, materiala bildu, barietate eta ugalketa desberdinak landu genituen. Aurten beste eskualde batzuetara joango gara eta bertan zer birus aurkitzen diren ikusiko dugu.
Azterketaren emaitzak 2025ean laburbilduko dira, eta, zalantzarik gabe, errusiar patata ekoizleei horien berri emango diegu.