Генетические технологии для повышения пищевой ценности культур в условиях изменения климата
Обзор в журнале Nature показывает, как CRISPR-Cas и метаболическая инженерия могут повысить питательную ценность культур для борьбы со скрытым голодом.
24 июня 2026 года в научном журнале Nature (том 654, страницы 877–891) был опубликован всесторонний обзор под названием "Генетические технологии для повышения пищевой ценности сельскохозяйственных культур в условиях изменения климата" (Genetic technologies to enhance crop nutritional value under climate change). Над этой работой сотрудничала авторитетная международная группа исследователей, в которую вошли Доминик Ван Дер Стратен (Dominique Van Der Straeten), Мустафа Булут (Mustafa Bulut), Да Цао (Da Cao), Асаф Ахарони (Asaph Aharoni), Ховарт Буис (Howarth Bouis), Антонио Гранель (Antonio Granell), Вильгельм Груиссем (Wilhelm Gruissem), Биргер Линдберг Мёллер (Birger Lindberg Møller), Кэти Мартин (Cathie Martin), Хольгер Пухта (Holger Puchta), Несе Среенивасулу (Nese Sreenivasulu), Ален Тиссье (Alain Tissier), Лина Трипати (Leena Tripathi), Марк Ван Монтегю (Marc Van Montagu) и Алисдер Р. Ферни (Alisdair R. Fernie). Исследование посвящено важнейшей глобальной проблеме: в настоящее время более 700 миллионов человек живут в условиях калорийного голода, а более двух миллиардов человек страдают от дефицита микроэлементов, также известного как "скрытый голод".
Авторы подчеркивают, что для достижения Цели устойчивого развития ООН 2 («Ликвидация голода») необходимо одновременно решать три основные задачи в сельском хозяйстве. Во-первых, это повышение общей урожайности сельскохозяйственных культур для обеспечения продовольствием растущего населения. Во-вторых, это обеспечение более высокой концентрации витаминов и минералов для поддержания рекомендуемой суточной нормы потребления (так называемая мультибиофортификация). В-третьих, это повышение устойчивости растений к изменению климата. Исторически сложилось так, что Зеленая революция увеличила мировое производство калорий, но при этом отдала приоритет высокой урожайности в ущерб пищевой ценности, что только усугубило проблему скрытого голода.
Этот кризис питания дополнительно усугубляется современными экологическими факторами. Научные данные показывают, что стресс, вызванный глобальным изменением климата, снижает плотность содержания некоторых ключевых микроэлементов в сельскохозяйственных культурах. В качестве ответа на эти вызовы технология CRISPR-Cas зарекомендовала себя как революционный метод селекции. Позволяя редактировать геном с чрезвычайно высокой точностью, эта технология уже была официально принята и внедрена во многих странах мира для улучшения качества и выносливости сельскохозяйственных культур.
В обзоре подробно рассматривается, как подходы на основе CRISPR-Cas могут быть использованы для достижения целей биофортификации путем повышения плотности микроэлементов в культурах до уровня, достаточного для устранения дефицита витаминов и минералов в рационе. Учитывая крайне ограниченные сроки, оставшиеся для достижения целей ООН по ликвидации голода, исследователи настаивают на необходимости комбинированного подхода. Они утверждают, что технологии CRISPR-Cas следует сочетать с методами метаболической инженерии на основе трансформации и другими передовыми генетическими технологиями.
Помимо существующих метаболических путей и современных методологий CRISPR-Cas, в исследовании рассматриваются неиспользованные геномные ресурсы, которые могут быть задействованы для биофортификации культур микроэлементами. Авторы также приводят схематический обзор действующего законодательства в области новых геномных технологий (NGT) и генетически модифицированных организмов (GMO) на разных континентах. В конечном счете ученые призывают к широкому внедрению этих интегрированных технологий для решения одной из самых острых социальных проблем двадцать первого века.