Ground Cherry: CRISPR används för att göra en ny, smaklig, genetiskt modifierad frukt

Innan majs var majs, var det en mager gräs som bara producerade en enda rad kärnor på varje stjälk. Långa århundraden avel omvandlade den till en snabbväxande växt med stora, söta, kärntäta öron. Faktum är att de flesta av de produkter vi känner till nu tog hundratals generationer för att bli vad de är idag. Men nu vetenskapsmän, beväpnade med kraftfull CRISPR-Cas9 genredigerings-teknik, slår ner domesticeringen till några år. Deras första experiment är den markerade körsbären - en tidigare vild, nu utsökt frukt som har allt som krävs för att bli nästa jordgubbe.

I ett papper som publiceras måndag i tidningen Naturväxter, en grupp forskare skisserade hur de använde CRISPR för att göra marken körsbär (Physalis pruinosa) mer lämplig för jordbruk. Den söta, tropiska smaksatta frukten, om storleken på en körsbär och inbäddat i ett skyddande pappersskal, är känt som en "föräldralös skörd" - en med några önskvärda egenskaper men inte tillräckligt för att göra bönderna vill odla dem. I naturen är den markerade körsbären väl vild - den växer överallt och har små, glesa frukter som faller av vinstocken när de är mogna.

Men genom att använda CRISPR för att redigera sina oattraktiva element, tror forskare att det så småningom finns i produktionen av snabbköpet.

"Med vissa förbättringar kan det kanske bli en specialfruktskörd i USA och ge bönderna en annan fruktkultur att växa som inte är ett träd", Joyce Van Eck, Ph.D., en växtbioteknisk expert på Boyce Thompson Institute och en av papprets medförfattare, berättar Omvänd.

Tidigare har Van Eck-labbet studerat hur man använder genredigering för att finjustera produktivitet, fruktstorlek och andra egenskaper i tomater. För sina nya experiment valde laget jordkörsbär eftersom de som en del av familjen Solanaceae är relaterade till tomater (såväl som potatis, tobak, äggplanter och paprika) - och så är deras DNA relativt välkartat och väl förstått. Van Eck undrade om hennes lags tidigare arbete kunde användas för att snabbt spåra hemkörningen av markkörsbäret.

Med kollegor vid Cornell University och Cold Spring Harbor Laboratory har Van Eck och hennes team upptäckt att det verkligen är möjligt. Genom att redigera gener som är förknippade med obestämd tillväxt och göra växtens skott sluta växa när de producerar blommor har de framgångsrikt ändrat hur markens körsbär växer för att göra vinstockarna mindre vandrande och vilda.

"Vi har tagit någonting som är väldigt vild och omanaglig och typ av tämjer den, gjorde det mer kompakt, en lättare tillväxtvanor att hantera," säger Van Eck.

Detta är ett mycket viktigt drag för jordbrukare, för vilka effektiv användning av rymden är avgörande. "Vi får också fler blommor och mer frukt, så vi har förbättrat avkastningen på ett sätt." De har också gjort frukterna märkbart större. I framtiden vill de rikta sig mot gener som är associerade med sockerinnehåll för att göra fruktsötaren, något som redan har gjorts i tomatgenerering.

Van Eck förutser inte att vi ska köpa pintar av markkörsbär i mataffären de närmaste fem åren, men hon är optimistisk det kommer att hända så småningom. När de får de modifierade markkörsbären ur labbet, måste de få dem i händerna på bönderna, vars feedback på den faktiska erfarenheten av att odla frukterna kommer att avgöra vilka egenskaper som måste åtgärdas nästa. Nästa på listan, säger Van Eck, är växtens vana att släppa mogen frukt på marken, vilket skapar både en skördeutmaning och en risk för livsmedelssäkerhet. Med tanke på deras framgångar med att forma fruktens andra egenskaper är det svårt att föreställa sig att detta kommer att bli ett problem.

Ironiskt nog kan det som är det största hindret för att få markkörsbär i din matkorg vara det genetiska verktyget som gör den här forskningen möjlig. Eftersom CRISPR är patenterat av det breda institutet, kan alla produkter som skapats med den inte säljas om inte forskarna bakom det betalar hundratusentals dollar för rätten att använda den.

"Som forskare drar vi nytta av det faktum att vi inte behöver betala för att använda den här tekniken, vilket är underbart, det är ett så kraftfullt verktyg, men när vi börjar prata kommersialisering, kostar kostnaden för licensiering bara att slå mig av stol ", säger Van Eck.

Hon och hennes kollegor avskräcks inte, eftersom de kunde bilda ett eget företag eller en partner med ett befintligt företag för att hjälpa till med att ta med andra modifierade grödor och den nyligen renoverade markkörsbären på marknaden - möjligen med ett mer attraktivt namn också.