טכנולוגיית CRISPR מביאה לגילוי תכונות גנטיות מורכבות בצמחי עגבנייה

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב פיתחו שיטה לעריכה גנטית של משפחות גנים שלמות, שגורמת לשינויים בטעם, בצורה ובמאפיינים נוספים של עגבניות – ומאפשרת התאמה לחקלאות בת־קיימא

הגנום של צמח העגבנייה מחולק למשפחות גנים. עבור כל קבוצה של גנים דומים, תוכננה יחידת CRISPR ייחודית לשם שינוי פעולתה (בסך הכול עוצבו למעלה מ־15,000 יחידות CRISPR). יחידות אלו הוחדרו לעגבניות, שנצפו לאחר מכן לצורך מעקב אחר גדילה והתפתחות. בשלב הסופי, זוהו הצמחים שהפגינו שינויים בתכונות מסוימות ונבחנו גנטית ופיזיולוגית. גישה חדשה זו מאפשרת טיפול ממוקד בקנה מידה רחב בעודפות גנטית בתוך משפחות גנים – בהיקף של מאות גנים. קרדיט: אוניברסיטת תל אביב
הגנום של צמח העגבנייה מחולק למשפחות גנים. עבור כל קבוצה של גנים דומים, תוכננה יחידת CRISPR ייחודית לשם שינוי פעולתה (בסך הכול עוצבו למעלה מ־15,000 יחידות CRISPR). יחידות אלו הוחדרו לעגבניות, שנצפו לאחר מכן לצורך מעקב אחר גדילה והתפתחות. בשלב הסופי, זוהו הצמחים שהפגינו שינויים בתכונות מסוימות ונבחנו גנטית ופיזיולוגית. גישה חדשה זו מאפשרת טיפול ממוקד בקנה מידה רחב בעודפות גנטית בתוך משפחות גנים – בהיקף של מאות גנים. קרדיט: אוניברסיטת תל אביבה

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב פיתחו שיטה חדשנית לעריכה גנטית בצמחי יבול, שגורמת לשינויים במאפיינים כמו טעם וצורת הפרי בעגבניות. לדברי החוקרים, הטכנולוגיה עשויה להתאים למגוון רחב של גידולים חקלאיים, ולהוביל בעתיד לפיתוח זנים משופרים ועמידים יותר.

המחקר, שפורסם בכתב העת Nature Communications, הובל על ידי פרופ' אילון שני, פרופ' איתי מיירוס ותלמיד המחקר עמיחי ברמן מאוניברסיטת תל אביב, בשיתוף עם ד"ר אוסנת ינאי מחברת נטהג'נומיקס הישראלית, ותלמידי מחקר מהאקדמיה הסינית למדעים.

לדברי פרופ' שני, "בעולם כולו מתקיים מרוץ טכנולוגי לשיפור החקלאות לנוכח השינויים האקלימיים והצורך להאכיל את אוכלוסיית העולם. שיטות לעריכה גנטית מדויקת כמו CRISPR-Cas9 מהוות מהפכה – אך הן סבלו עד כה ממגבלות בקנה המידה".

ברמן מוסיף: "המטרה הייתה להתמודד עם תופעת ה'עודפות הגנטית' – מצב שבו גנים מאותה משפחה גנטית מפצים זה על זה, כך שעריכה של גן אחד לא משנה את התכונה. הפתרון שלנו: לפתח אלגוריתם שמזהה יחידות CRISPR מתאימות לקבוצות שלמות של גנים דומים – ולבצע עריכה סימולטנית."

במחקר הנוכחי נבנו 10 ספריות עריכה שהכילו כ־15,000 יחידות CRISPR שונות, וכל אחת מהן כוונה למשפחת גנים ייחודית בעגבנייה. החוקרים החדירו את יחידות העריכה לכ־1,300 צמחי עגבנייה, כל אחד מהם עם עריכה בקבוצת גנים שונה.

בהמשך נבחן הפיתוח של הצמחים – גודל, צורה, טעם, עמידות למחלות ויכולת ניצול חומרי הזנה. בין היתר, אותרו זנים עם טעם מתוק יותר או פחות מהצמחים הביקורתיים.

לדברי פרופ' שני, "הצלחנו לזהות במדויק אילו עריכות גנטיות משפיעות על אילו תכונות – הישג משמעותי לחקלאות מודרנית."

חברת NetaGenomiX קיבלה רישיון לשיווק הטכנולוגיה החדשה, במטרה לפתח זנים שאינם מהונדסים גנטית (non-GMO) המתאימים לשינויים באקלים – ויתרמו הן לחקלאים והן לצרכנים.

ברמן מסכם: "אנחנו מאמינים שהשיטה תוכל לשמש בעתיד גם בגידולים נוספים – כמו אורז – ותשפיע על כל תחום מדעי הצמח."


מידע נוסף:
Amichai Berman et al, Construction of multi-targeted CRISPR libraries in tomato to overcome functional redundancy at genome-scale level, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59280-6