Генные инженеры создали новый сорт риса для астронавтов на Марсе
Во время долгосрочных космических миссий, например, на Луну или Марс, астронавтам нужны свежие продукты, а не только обезвоженные пайки. В условиях изоляции и микрогравитации важно иметь надежный источник витаминов, антиоксидантов и белка. Однако привычные культуры слишком велики для ограниченных объемов лунных баз или космических станций. Исследование будет представлено на ежегодной конференции Общества экспериментальной биологии в Бельгии.
Проект Moon-Rice, запущенный Итальянским космическим агентством и тремя университетами, нацелен на создание сверхкомпактного, продуктивного и питательного сорта риса, способного выживать в экстремальных условиях.
Почему рис?
Рис — одна из важнейших пищевых культур в мире, он богат углеводами и может быть модифицирован для повышения содержания белка. Он неприхотлив, не требует опыления и дает стабильный урожай — что делает его отличным кандидатом для космоса.
Существующие карликовые сорта риса все еще слишком высоки. Чтобы решить эту проблему, ученые используют технологии мутагенеза и редактирования генов (в том числе CRISPR-Cas9), чтобы создать «супер-карликовые» растения, высотой не более 10 см. Это уже удалось исследователям из Миланского университета. Такие растения занимают меньше места и легче контролируются в замкнутой среде.
Однако сократить размер — не единственная задача. Важно, чтобы растения оставались жизнеспособными, хорошо всходили и давали питательные зерна.
Как объясняет доктор Марта Дель Бьянко из Итальянского космического агентства:
«Часто карликовость достигается за счет подавления гормона роста гиббереллина, но это может нарушить прорастание и качество урожая»
Что бы избежать ошибок при генной модификации рисовых культур, проект поделил работу на 3 университета:
университет Милана занимается поиском и выведением мутаций;
университет Ла Сапиенца (Рим) изучает физиологию растений и настраивает их архитектуру — как листья и стебель располагаются, чтобы растение получало максимум света;
университет Неаполя Федерико II работает над повышением пищевой ценности, например, увеличивая содержание белка за счет большего зародыша в зёрне.
Особое внимание уделяется условиям микрогравитации, ведь в космосе у растений исчезает привычная ориентация вверх-вниз. Чтобы это смоделировать на Земле, ученые помещают растения в устройства, которые постоянно вращаются, и тем самым имитируют отсутствие направленного притяжения.
«Мы заставляем растение “потеряться” в гравитации — оно не знает, где вверх. Это позволяет понять, как оно будет вести себя в условиях орбиты», — объясняет Дель Бьянко.
Есть ли польза для Земли?
Разработка таких устойчивых культур полезна не только в космосе. Они могут использоваться в труднодоступных или экстремальных регионах Земли — в Арктике, пустынях, мегаполисах и даже в подземных фермах. Компактные растения, способные расти без большого объема почвы и при ограниченном свете, открывают новые горизонты для продовольственной безопасности.
Проект Moon-Rice рассчитан на 4 года. Спустя 9 месяцев после старта ученые уже достигли впечатляющих промежуточных результатов.