สล็อตแตกง่าย Cibus แบ่งปันความคิดเกี่ยวกับนวัตกรรมในโลกของการปรับปรุงพันธุ์พืชEuropean Seed ดำดิ่งสู่โลกแห่งนวัตกรรมการเพาะพันธุ์พืชที่น่าตื่นเต้นอีกครั้ง ในบทความที่แล้ว เราได้เขียนเกี่ยวกับวิธีการใหม่ๆ มากมายและไตร่ตรองถึงนัยยะทางการเมือง ตอนนี้พื้นให้กับผู้ใช้จริงของวิธีการ ด้วยเหตุนี้European Seedจึงได้พูดคุยกับ Greg Gocal หัวหน้าเจ้าหน้าที่วิทยาศาสตร์ของ Cibus
EUROPEAN SEED (ES): Cibus เป็นบริษัทประเภทใด
และคุณทำงานเกี่ยวกับพืชผลประเภทใด
GG: Cibus เพิ่งฉลองครบรอบ 15 ปีของบริษัท และตอนนี้มีพนักงานมากกว่า 100 คนในยุโรปและอเมริกาเหนือ โดยส่วนใหญ่ทำงานจากศูนย์วิจัยและพัฒนาที่ล้ำสมัยในซานดิเอโก แคลิฟอร์เนีย เราใช้เทคนิคใหม่และแบบดั้งเดิมที่หลากหลายเพื่อพัฒนาพันธุ์พืชที่ได้รับการปรับปรุงโดยมีลักษณะเฉพาะที่ช่วยจัดการกับความท้าทายที่เกษตรกรและอุตสาหกรรมกำลังเผชิญอยู่ในปัจจุบันและจะเผชิญในปีต่อๆ ไป ความเป็นไปได้ไม่มีที่สิ้นสุดและกิจกรรมปัจจุบันของเรารวมถึงความทนทานต่อโรค สารกำจัดวัชพืช และความเครียดจากสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้น ผลผลิตที่ดีขึ้นและคุณภาพพืชผล
ในทศวรรษหน้าหรือประมาณนั้น เราตั้งเป้าที่จะพัฒนาผลิตภัณฑ์สำหรับพืชผลที่สำคัญทั้งหมด พืชผลโครงการขั้นสูงของเรา ได้แก่ เรพซีด ข้าว มันฝรั่ง และแฟลกซ์หรือลินซีด เราทำงานอย่างใกล้ชิดกับบริษัทเมล็ดพันธุ์ทั่วโลก และในสหรัฐอเมริกา เราจำหน่ายลูกผสมคาโนลาจากโครงการเพาะพันธุ์ของเราเอง
Greg Gocal หัวหน้าเจ้าหน้าที่วิทยาศาสตร์ของ Cibus
ES: Cibus อยู่ในระดับแนวหน้าของการพัฒนาพันธุ์พืชใหม่โดยอาศัยวิธีการปรับปรุงพันธุ์ใหม่ที่เรียกว่า ทำไม Cibus ถึงเลือกใช้เทคนิคเหล่านี้?
GG:เป้าหมายสูงสุดของเราคือการพัฒนาพันธุ์พืชใหม่ที่มีลักษณะเฉพาะที่สามารถสร้างความแตกต่างอย่างแท้จริงให้กับเกษตรกร อุตสาหกรรมอาหารและอาหารสัตว์ สิ่งแวดล้อม และผู้บริโภค เราใช้เทคนิคที่ไม่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรม และบางส่วนเหล่านี้ได้รับการอธิบายว่าเป็นวิธีการปรับปรุงพันธุ์แบบใหม่
เราอาจเป็นที่รู้จักดีที่สุดสำหรับวิธีการที่เรียกว่าการกลายพันธุ์ที่ควบคุมด้วยโอลิโกนิวคลีโอไทด์หรือ ODM แม้ว่า ODM จะจัดว่าเป็นวิธีการเพาะพันธุ์แบบใหม่ แต่จริงๆ แล้วมีขึ้นในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาจนถึงกลางปี 1990 เมื่อได้รับการประเมินครั้งแรกสำหรับการใช้งานด้านสุขภาพของมนุษย์ เช่น โรคโลหิตจางชนิดเคียว นักวิทยาศาสตร์ของ Cibus มีส่วนร่วมในการประยุกต์ใช้ ODM ในโรงงานตั้งแต่เริ่มแรกและตระหนักถึงศักยภาพดังกล่าวอย่างรวดเร็ว จากวิธีการใหม่ทั้งหมดที่มีให้สำหรับนักเพาะพันธุ์ ODM อาจเป็นวิธีที่น่าทึ่งที่สุดที่สามารถนำมาใช้เป็นแนวทางในเซลล์พืชเพื่อทำการเปลี่ยนแปลงรหัสของ DNA ของตัวเองได้อย่างแม่นยำ การเปลี่ยนแปลงนั้นแน่นอน – หนึ่งตัวอักษร (นิวคลีโอไทด์) ในรหัส DNA ถูกสลับเป็นตัวอักษรอื่นที่ระบุในตำแหน่งที่แน่นอนภายในยีนเฉพาะในจีโนมพืช ไม่มีการแนะนำ DNA ต่างประเทศ
เทคนิคนี้อาศัยเอ็นไซม์ซ่อมแซม DNA ที่พัฒนาขึ้นในเซลล์พืชโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดใดๆ ที่เกิดขึ้นเมื่อ DNA ของพืชถูกคัดลอกก่อนการแบ่งเซลล์ ข้อผิดพลาดในการคัดลอกจะปรากฏชัดเมื่อสายคู่สมของ DNA ไม่ตรงกัน หากเอ็นไซม์ซ่อมแซม DNA พบว่าไม่ตรงกัน เอนไซม์ดังกล่าวจะขจัดนิวคลีโอไทด์ที่ไม่ตรงกันและแทนที่ด้วยนิวคลีโอไทด์ที่เข้าชุดกัน ODM ทำงานโดยการจำลองความไม่ตรงกันเฉพาะที่ตำแหน่งที่แม่นยำภายในยีนเป้าหมาย เมื่อมีการระบุความไม่ตรงกัน เอ็นไซม์ซ่อมแซมดีเอ็นเอจะแก้ไขความไม่ตรงกันในลักษณะเดียวกับที่จะแก้ไขข้อผิดพลาดในการคัดลอกปกติ
Cibus ได้พัฒนาระบบการเพาะพันธุ์แบบไม่ดัดแปลงพันธุกรรมขั้นสูงที่เรียกว่า Rapid Trait Development System ( RTDS ™) ระบบนี้รวมเอาชีววิทยาของเซลล์ที่ได้รับการปรับปรุง การแก้ไขยีนที่แม่นยำ และการคัดกรองโมเลกุลที่เป็นนวัตกรรมใหม่เพื่อให้ลักษณะการครอบตัดใหม่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าที่เคยเป็นมา
ES: คุณรู้ได้อย่างไรว่าการเปลี่ยนแปลงใดในรหัส DNA จะนำไปสู่การปรับปรุงลักษณะพืชผล
GG:คำตอบสั้นๆ ก็คือ บ่อยครั้งกว่านั้น
แรงบันดาลใจของเรามาจากธรรมชาติ แม้แต่ในสปีชีส์เดียวกัน เราก็สามารถเห็นลักษณะเด่นที่หลากหลาย และด้วยการจัดลำดับจีโนม เราจึงมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งถึงความหลากหลายทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องซึ่งขับเคลื่อนสิ่งนี้ ที่น่าสนใจคือ จีโนมยังช่วยให้เราเห็นว่ายีนเดียวกันมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดมีวิวัฒนาการอย่างอิสระ ชีวสารสนเทศศาสตร์ที่ทรงอานุภาพเพิ่มมากขึ้นช่วยให้เราเชื่อมโยงฟีโนไทป์และจีโนไทป์และระบุความแตกต่างของนิวคลีโอไทด์พหุสัณฐาน (SNP) และการรวมกันของ SNP ที่ปรับปรุงหรือเพิ่มลักษณะพืชที่จะเป็นประโยชน์ต่อพืชผล
ES: นี่เป็นสาขาวิทยาศาสตร์ที่กระตือรือร้นมาก คุณเห็นการพัฒนาในภาคพืชผลอย่างไร?
จีโนมและการแก้ไขยีนมีศักยภาพมหาศาลสำหรับประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ในการแก้ไขยีน แต่การพัฒนาเหล่านี้ทำให้เป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นอย่างไม่น่าเชื่อในการเป็นนักชีววิทยาพืชด้วย ขณะนี้มีการจัดลำดับจีโนมพืชมากกว่า 100 รายการแล้ว มีจีโนมอ้างอิงสำหรับพืชส่วนใหญ่ส่วนใหญ่ และพืชผลหลายชนิดมีข้อมูลลำดับสำหรับสายพันธุ์ที่แตกต่างกันหลายร้อยและบางครั้งเป็นพันในบางครั้ง จากผลงานทั้งหมดนี้ ทำให้ข้อมูลจีโนมจำนวนมหาศาลพร้อมให้ป้อนลงในเครื่องมือชีวสารสนเทศที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อยๆ ในเวลาเดียวกัน เรากำลังประสบกับการพัฒนาที่น่าทึ่งในเทคโนโลยีการแก้ไขยีน ซึ่งสามารถตรวจสอบการทำงานของยีนได้รวดเร็วกว่าที่เคยเป็นมา
ฐานความรู้ในพื้นที่นี้ได้ขยายตัวในอัตราที่เป็นเพียงความฝันเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ปริมาณและคุณภาพของข้อมูลจีโนมอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน และความสามารถในการเข้าถึงเครื่องมือแก้ไขยีนเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดคลื่นลูกใหม่ของการวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ในบริษัทขนาดเล็กและขนาดกลาง และในห้องปฏิบัติการทางวิชาการทั่วโลก เป็นผลให้มีการระเบิดในปริมาณของการวิจัยและจำนวนของสิ่งพิมพ์ที่เชื่อมโยงลำดับของยีนและการทำงานกับลักษณะฟีโนไทป์ จากงานนี้ เราเห็นคุณลักษณะหลายอย่างที่อาจมีประโยชน์อย่างมากสำหรับการผลิตพืชผล สล็อตแตกง่าย
