Изменение окраски цветков у декоративных растений

Цветоводы во все времена старались создавать растения, цветки которых имели бы более привлекательный внешний вид и лучше сохранялись после срезки. Однако скрещивание растений традиционными методами — это кропотливая работа, требующая много времени и сил и к тому же имеющая свои ограничения.

Так, например, никому не удавалось вывести синюю розу. Голландские ученые методами генетической инженерии создали сорт голубых (синих) роз, перенеся в них ген из дельфиниума, контролирующий синтез голубого пигмента.

Получены и испытываются трансгенные растения хлопка с окрашенным волокном. Предполагается, что в будущем натуральное хлопковое волокно станет крепче, не будет мяться и садиться и будет иметь различную окраску без использования химических красителей.

Растения как биореакторы

Растения дают большое количество биомассы, и их выращивание не составляет особого труда. Поэтому естественно было бы попытаться создать трансгенные растения, способные синтезировать новые соединения, используемые в медицине, химическом производстве и других отраслях. Такими соединениями могут быть, например, особые жирные кислоты, белки с высоким содержанием незаменимых аминокислот, съедобные вакцины и др. Уже созданы экспериментальные установки по получению с помощью растений моноклональных антител, функциональных фрагментов антител и полимера поли-Р-гидроксибутирата, из которого можно изготавливать пластик, подверженный биодеградации.

Растения являются наиболее дешевыми продуцентами белков. К настоящему времени показано, что растения могут производить белки животного происхождения. Так, встраивание в геном арабидопсиса химерного гена, состоящего из части гена запасного белка арабидопсиса и кодирующей части для нейропептида — энкефалина, приводило к синтезу химерного белка в количестве до 200 нг на 1 г семян. Два структурных белковых домена были связаны последовательностью, узнаваемой трипсином, что давало возможность в дальнейшем изолировать чистый энкефалин, используемый в качестве болеутоляющего и успокаивающего средства.

Японские ученые получили растения картофеля и табака со встроенным геном человеческого а-интерферона, который применяют для лечения гепатита С и некоторых форм рака.

Созданы растения табака, нарабатывающие человеческий интерлейкин 10 (стимулятор иммунитета), а также растения арабидопсиса, синтезирующие витамин Е.

Разработаны также подходы, позволяющие получать бактериальные антигены в растениях и использовать их в качестве вакцин. Так, получен картофель, продуцирующий нетоксичные субъединицы В-токсина холеры. Такие растения могут быть использованы для получения дешевых съедобных вакцин против холеры. Иммунизация такой антихолерной вакциной вполне эффективно происходит путем преорального приема. Созданы бананы, вырабатывающие вакцину против полиомиелита.

Производство антител и их фрагментов с помощью трансгенных растений имеет ряд преимуществ перед их синтезом в клетках рекомбинантных микроорганизмов, так как трансформация растений носит стабильный характер. Кроме того, процессинг и укладка чужеродных белков в растениях сходны с таковыми в животных клетках. Также можно создавать условия, при которых чужеродные белки будут синтезироваться в семенах, где их целостность не нарушится длительное время.

Крупномасштабный бактериальный синтез поли-Р-гидроксибутирата (полимера, из которого получают пластик, подверженный биодеградации) обходится довольно дорого. Поэтому получение этого полимера с помощью трансгенных растений — важный шаг для создания сельскохозяйственных культур, которые можно использовать для получения в больших количествах биодеградирующих пластиков.

Преимущества растений как «биофабрик» очевидны: можно производить очень редкие и дорогие вещества практически в неограниченных количествах; растения становятся продуцентами вакцин, фармакологических белков и антител, что позволяет значительно удешевить лечение различных заболеваний, в том числе и онкологических.