РНК-ориентированный подход, разрабатываемый в данном проекте, в отличие от технологии CRISPR-Cas • во-первых, позволяет проводить обратимую модификацию экспрессии генов именно в то время (на той стадии вегетации), когда это необходимо для достижения желаемого эффекта, не затрагивая функции растения (которые часто существенны на других стадиях); существует большое число генов растений, модификация которых определяет полезные признаки только на определённых стадиях развития или в определённых условиях; полная и необратимая модификация (вызываемая CRISPR-Cas редактированием генов) часто влечёт за собой нежелательные последствия; • во-вторых, предлагает прямую защиту от патогенов и вредителей, подавляя экспрессию их геномов; • в-третьих, позволяет быстро и адресно реагировать на экологические вызовы, обусловленные (а)биотическими стрессами в определённой климатической зоне и в определённом сезоне, защищая сельскохозяйственные культуры независимо от сорта (при минимальных затратах времени, средств и труда); • в-четвертых, технически прост, поскольку не использует трудоёмкую процедуру регенерации растений (трудно выполнимую для многих видов и сортов); • наконец, разрабатываемая РНК платформа технологически универсальна для любого сорта целевой сельскохозяйственной культуры Таким образом, настоящий проект предполагает расширить арсенал геномных технологий в биологии растений и растениеводстве, дополнив CRISPR-Cas систему дцРНК-направленной РНКи. Диверсификация систем геномного редактирования в растениеводстве весьма актуальна и направлена на применение инновационных и ресурсосберегающих технологий и снижает риски, связанные с рядом технических и регуляторных ограничений. Проект носит ярко выраженный мультидисциплинарный характер и включает специалистов разных дисциплин: молекулярных биологов, биоинформатиков, вирусологов, фитопатологов, химиков, физиков, нанотехнологов и биотехнологов. Проект включает включает 6 основных взаимосвязанных блоков: I. Рациональное конструирование новых дцРНК и искусcтвенных регуляторных РНК (ART PHK, artificial small RNA-based silencing tools) в качестве инструментов защиты растений и регуляции (редактирования) экспрессии генов растений. II. Поиск новыx генетических мишеней (ключевых белок-кодирующих и некодирующих РНК, пептидов) для придания растениям новых свойств. III. Методы и алгоритмы персонализированного подхода к защитe растений: создание биоинформатической платформы для интеграции глубокой диагностики (NGS) патогенов в систему производства препаратов "защитных" РНК для конкретных вирусных комплексов. IV. Средства контролируемой доставки молекул РНК и пептидов в растения. V. Получение pастений с новыми свойствами при использовании следующих генов-мишеней для РНКи на картофеле: 1. Гены коилина и фибрилларина - устойчивость к вирусам и стрессам (тепло). 2. Ген StCEN - yскорение клубнеобразования. 3. Ген зеаксантин эпоксидазы - повышение содержания диетического каротиноида для функционального питания. 4. Гены, некодирующие РНК, пептиды, идентифицированные в данном проекте VI. На пути к коммерциализации. Маркетинговые исследования в области применения РНК-пептидных технологий в биотехнологии.