Jak nowe odkrycia wpłyną na zwiększenie upraw

Marcin Rotkiewicz: – Gratuluję! Bardzo rzadko zdarza się, że współautorem odkrycia reklamowanego na okładce „Science” jest polski naukowiec. W dodatku figuruje pani jako jeden z dwóch głównych autorów. Dr hab. Katarzyna Głowacka: – Dziękuję. Pod tą publikacją podpisanych jest w sumie siedem osób, ale ja i mój przyjaciel Johannes Kromdijka występujemy jako jej równorzędni pierwsi autorzy. W takim razie musiała pani wykonać sporo pracy w tym projekcie. Z pominięciem etapu tworzenia tzw. plazmidu, czyli kolistej cząsteczki DNA użytej do przeniesienia genów z rzodkiewnika do tytoniu, byłam w większym lub mniejszym stopniu odpowiedzialna za wszystkie etapy związane z badaniami i przygotowywaniem publikacji dla „Science”. M.in. za modyfikację genetyczną tytoniu i wyselekcjonowanie tych roślin, u których się ona powiodła. Sprawdzałam też, jak sprawnie działa w nich mechanizm ochrony przed zbyt dużym natężeniem światła, tj. NPQ. Brałam również udział w zaprojektowaniu i przeprowadzeniu doświadczeń w szklarni i na poletkach doświadczalnych oraz analizie uzyskanych danych. Mechanizm NPQ jest uniwersalny wśród roślin. Czy możliwe byłoby zatem jego usprawnienie inną metodą niż poprzez przenoszenie genów pomiędzy różnymi gatunkami, w tym wypadku rzodkiewnikiem i tytoniem? Tak. Podobny efekt można uzyskać np. dzięki zwiększeniu ekspresji własnych genów danej rośliny, kodujących białka kluczowe dla sprawnego działania NPQ. Jak można to zrobić? Dysponujemy świetnymi nowymi narzędziami ułatwiającymi edycję DNA, np. techniką CRISPS/Cas9, o której od niedawna jest głośno. Zespół, w którym pani pracuje, nie zamierza poprzestać na pracach eksperymentalnych z tytoniem, tylko zająć się konkretnymi roślinami uprawnymi. Kiedy możemy spodziewać się pierwszych rezultatów tych badań? Już mamy zmodyfikowany ryż, który teraz znajduje się na ukorzeniającej pożywce, ale w grudniu powinien zacząć rosnąć przesadzony do ziemi. I wtedy będziemy mogli na fragmentach liści przeprowadzić analizę działania mechanizmu NPQ i porównać z konwencjonalnym ryżem. Uzyskamy wówczas wstępną odpowiedź, czy modyfikacja, która udała się w przypadku tytoniu, działa także w tym zbożu. Następną rośliną uprawną, nad którą już pracujemy, jest ziemniak, a kolejne na liście są kukurydza, sorgo i maniok. Wasz tytoń z usprawnioną fotosyntezą urósł większy w porównaniu z niezmodyfikowanym. Czy w przypadku ryżu, ziemniaków lub kukurydzy możemy spodziewać się plonów wyższych nawet o 20 proc.? Tak. Zaobserwowaliśmy, że każda część tytoniu, którą zebraliśmy, była większa – liście, łodygi i korzenie. Mimo że roślina ta na przestrzeni wieków i tak była już hodowana pod kątem uzyskania odmian o dużych liściach. Trzeba pamiętać, że użyta przez nas odmiana tytoniu ma wyjątkowo krótki okres wegetacji w warunkach klimatycznych stanu Illinois – zaledwie około pięciu tygodni. Większość roślin uprawnych znacznie dłużej pozostaje na polu, dlatego nasza modyfikacja może przynieść nawet większy wzrost plonów niż te 20 proc. Mimo że naukowcy zgodni są co do tego, że uzyskiwanie nowych odmian roślin za pomocą metod inżynierii genetycznej jest bezpieczne, co potwierdzają również doświadczenia komercyjnych upraw GMO na świecie w ciągu ostatnich 20 lat, Europa cały czas patrzy z niechęcią na rolniczą biotechnologię. Czy ma to wpływ na badania naukowe? Innymi słowy: czy w USA jest pani łatwiej pracować niż w Polsce lub innym europejskim kraj