Пробивът CRISPR-Combo редактира някои гени и активира други

Технологията за редактиране на гени CRISPR-Cas9 е едно от най-важните научни открития през последните десетилетия, но винаги има място за подобрение. Изследователи от Университета на Мериленд (UMD) са разработили система, която наричат ​​CRISPR-Combo, която може да редактира множество гени наведнъж, като същевременно променя експресията на други в растенията.

Системата CRISPR е мощен инструмент, който позволява на учените да правят редакции за изрязване и поставяне на специфични гени в живите организми. Това отвори възможността за нови лечения за редица заболявания, включително рак, диабет, генетични форми на слепота и кръвни заболявания. Могат също да бъдат направени редакции, за да се подобрят културите и селскостопанските животни, да се позволят нови форми на контрол на вредителите и да се създадат полезни нови видове микроби.

По-късните разработки подобриха рецептата CRISPR. Някои позволяват няколко различни гена да бъдат редактирани едновременно, докато други версии избягват напълно да се изрязва ДНК, като вместо това се фокусира върху включването или изключването на генната експресия, ако е необходимо.

В новото проучване изследователите на UMD са комбинирали и двете техники в един инструмент, подходящо наречен CRISPR-Combo. Обикновено една водеща РНК верига изпълнява функциите за редактиране или активиране, което означава, че те могат да правят само едното или другото. За това проучване екипът възложи двете функции на различна РНК – редактирането на общия Cas9 и активирането на sgRNA на скеле.

Екипът тества концепцията в няколко експеримента. Първо, те използваха растения от домати и ориз, за ​​да демонстрират, че могат да изпълняват и двете функции без кросоувър – и тестовете бяха успешни.

„Като доказателство за концепцията, ние показахме, че можем да нокаутираме ген А и успешно да регулираме или активираме ген B, без случайно да пресечем и нокаутираме ген B или да регулираме нагоре ген A“, каза Yiping Qi, съавтор на книгата. проучване.

След това те експериментираха с обикновено лабораторно растение, наречено скален кресон, за да проучат как могат да се направят две полезни промени едновременно. Те редактираха ген, който прави растенията по-устойчиви на хербициди, и активираха ген, който кара растенията да цъфтят рано. Крайният резултат е проектиран скален кресон, който е едновременно устойчив на хербициди и се възпроизвежда два пъти по-бързо, като дава осем поколения за една година.

В други тестове екипът се стреми да подобри ефективността на отглеждането на нови сортове растения чрез култивиране на тъкани. Те редактираха полезни гени в тополите и активираха три други, които насърчават регенерацията на тъканите в растенията, и откриха, че пробите от топола израстват нови корени много по-бързо, подобрявайки степента на успеваемост на конструираните култури.

Междувременно е установено, че оризовите растения, редактирани с помощта на CRISPR-Combo, растат от култури, без да се нуждаят от обичайните добавки с хормон на растежа, и експресират повече от редактирания ген, отколкото тези, отглеждани с хормони.

Екипът казва, че новата техника отваря широк спектър от възможности за по-ефективно редактиране на култури и други растения, като им придава черти като устойчивост на хербициди и подобрено хранене.

„Възможностите са наистина неограничени по отношение на чертите, които могат да се комбинират“, каза Ипин Ци, доцент в катедрата по растителна наука и ландшафтна архитектура и съавтор на изследването. „Но това, което е наистина вълнуващо, е, че CRISPR-Combo въвежда ниво на изтънченост в генното инженерство в растенията, което не сме имали преди.“

Изследването е публикувано в списанието Природа Растения.

Източник: Университет на Мериленд