Ryż jest uprawiany w blisko 89 krajach. Dla połowy populacji ryż jest głównym składnikiem pokarmowym, a wiele odmian tej rośliny jest ciągle ulepszana poprzez selektywną hodowlę. Naukowcy z powodzeniem zakończyli hodowlę ryżu z użyciem sztucznych cząsteczek miRNA. miRNA stanowiące 20-22 pary zasad długości RNA, zarówno u zwierząt jak i u roślin spełniają istotną rolę w regulowaniu aktywności genów. U roślin odpowiadają za wysoce specyficzną degradację naznaczonych sekwencji mRNA kodujących enzymy, czynniki regulatorowe, a także inne białka. Końcowym efektem jest wyciszenie danego genu. Wykorzystując syntetyczne miRNA (amiRNA) można inaktywować geny zgodnie z pomysłami hodowców. Pionierem tej techniki był Detlef Weigel z Instytutu Max'a Planck'a w Tübingen przeprowadzający doświadczenia na modelowym gatunku Arabidopsis thaliana. Naukowcy aktualnie skupili się na genie ryżu zwanym Eui1. Gdy Eui1 jest nieaktywny, górna część rośliny i części kwiatu są wyższe i dzięki temu rośliny mogą łatwiej ulec zapłodnieniu przez sąsiednie osobniki. Hodowcy wykorzystują tę sztuczkę do produkcji mieszańców. Pierwotnie zidentyfikowano spontanicznego mutanta u odmiany ryżu siewnego japońskiego (Oryza sativa japonica). Mutacja eui1 została wprowadzona do odmiany ryżu siewnego indyjskiego (Oryza sativa indica) w wyniku kilkuletniej hodowli. Wykorzystując sztuczne miRNA, którego „celem" jest mRNA genu Eui1, naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Badań nad Ryżem w przeciągu paru tygodni otrzymali rośliny o pożądanych właściwościach dwóch różnych odmian ryżu, w tym agronomicznie ważnej odmiany Oryza sativa indica IR64, najpowszechniejszej uprawianej w południowo-wschodniej Azji. Podobne wyniki efektywnej inaktywacji tą metodą naukowcy odnotowali w przypadku dwóch innych genów Pds i SPl11. Poza tym pozwalając na szybki transfer genów o zredukowanej funkcji pomiędzy różnymi odmianami, syntetyczny miRNA również przyspiesza początkową identyfikację ważnych genów i odkrywanie funkcji genów, które wcześniej nie były jeszcze badane. miRNA wykryto dotychczas u wszystkich przebadanych gatunków roślin. Dlatego wydaje się być możliwe, aby synteczne miRNA wykorzystywać u pozostałych gatunków uprawnych, w celu ulepszania ich wartości zarówno agronomicznych jak i pokarmowych. Oprogramowanie do projektowania sekwencji oligonukleotydowych i szczegółowe protokoły dotyczące amiRNA znajdują się na stronie: http://wmd2.weigelworld.org/cgi-bin/mirnatools.pl


Warthmann N, Chen H, Ossowski S, Weigel D, Hervé P "Highly Specific Gene Silencing by Artificial miRNAs in Rice." PLoS ONE 3(3)