Фото: із відкритих джерел
Команда Університету Тіба спільно з House Foods Group відредагувала ген, що кодує фермент lachrymatory factor synthase (LFS) — ключовий у формуванні подразнювального газу під час нарізання цибулі. Дослідження показало зниження активності ферменту, однак у багатьох відредагованих рослин виникли суттєві порушення росту та відсутність насіння.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на сайт Global Agriculture.
Науковці з Університету Тіба (Японія) у співпраці з харчовою компанією House Foods Group застосували CRISPR-Cas9 для редагування гена, який відповідає за «сльозогінний» ефект цибулі під час нарізання. Роботу спочатку опублікували як препринт на bioRxiv (21 липня 2026 року), а згодом рецензовану версію — у журналі Frontiers in Plant Science; про результати також повідомляв ISAAA Crop Biotech Update (16 вересня 2026 року). У матеріалі наголошується, що це радше ранній proof-of-concept, а не готовий комерційний сорт.
Який ген редагували і чому від нього «плачуть»
Цільовим геном став LFS, який кодує фермент lachrymatory factor synthase. Коли цибулю ріжуть, пошкоджені клітини вивільняють сполуки, які LFS перетворює на леткий газ, що подразнює очі та провокує сльозотечу. У джерелі зазначено, що спроби зменшити цей ефект тривають десятиліттями: у 2000-х роках новозеландсько-японська команда знижувала активність LFS методом генного «заглушення» (результат опубліковано в Nature Biotechnology у 2008 році), але до комерційного «малосльозного» різновиду це не дійшло.
Нинішній підхід відрізняється тим, що CRISPR-Cas9 використовували для прямого вимкнення гена LFS, а не лише для зменшення його активності.
Як проводили редагування
Дослідники працювали з цибулевими калюсами — грудками недиференційованої тканини, вирощеної в культурі, з яких згодом можна регенерувати цілі рослини. Для доставки CRISPR-Cas9 застосували Agrobacterium-опосередковану трансформацію, коли ґрунтова бактерія переносить у клітини рослини генетичний матеріал (у цьому випадку — «машинерію» редагування).
Було спроєктовано сім guide RNA (коротких послідовностей, що спрямовують Cas9 у задану ділянку геному) для націлювання на регіони біля початку гена LFS або його активного центру.
Результати скринінгу та вплив на активність ферменту
- Із 483 трансгенних ліній калюсу, які пройшли скринінг, у 101 виявили мутації в гені LFS.
- Із них регенерували 71 рослину; 30 вивчили детальніше.
- 19 підтвердили як «справжні» мутанти за допомогою next generation sequencing (NGS).
- У п’яти ліній частота мутацій перевищила 50% (тобто понад половина копій гена містила редагування).
За даними джерела, у листковій тканині активність ферменту LFS у всіх чотирьох протестованих мутантних лініях знизилася до менше ніж 40% від рівня не редагованих контрольних рослин. Подібне зниження спостерігали й у тканинах цибулини, причому лінії з більшою часткою мутацій демонстрували сильніше падіння активності.
Ключова проблема: аномалії росту та стерильність
Разом із біохімічним ефектом команда зіткнулася з суттєвими агрономічними обмеженнями. У багатьох відредагованих рослин фіксували серйозні порушення росту: зокрема, пригнічені цибулини діаметром не більше 4 см, нетиповий розвиток коренів і листків та надмірно «кущистий» габітус. Жодна з відредагованих рослин не дала насіння, а частина загинула після перенесення з культури тканин у ґрунт.
Автори пов’язують ці проблеми переважно із сомаклональною варіацією — небажаними генетичними та хімічними змінами, що можуть накопичуватися під час тривалого утримання клітин у культурі, а не з «побічними» редагуваннями CRISPR поза цільовою ділянкою. У джерелі підкреслюється, що це важливо з практичної точки зору: якщо причина саме в культурі тканин, ризики потенційно можна зменшити, скоротивши час культивування або змінивши технологічний пайплайн редагування.
Що це може означати для ринку та переробки
Оскільки поточні лінії не формують насіння, перетворення результату на придатний сорт, за описом у джерелі, вимагатиме або повторного редагування з методами, що скорочують час у культурі тканин, або подальшого перенесення ознаки в інші генетичні фони цибулі через традиційні селекційні підходи — за умови отримання фертильної відредагованої лінії.
У матеріалі також зазначено, що інтерес до «малосльозної» цибулі може бути не лише споживчим: під час промислового нарізання цибулі подразнювальна сполука є джерелом дискомфорту для працівників. Водночас автори застерігають, що регуляторні підходи до CRISPR-культур різняться між країнами, а прийняття ринком генетично відредагованих овочів поки що залишається недостатньо перевіреним. Тому описану роботу пропонують сприймати як ранній науковий сигнал для моніторингу, а не як продукт, під який уже можна планувати виробництво.