Эффективное редактирование
Десять лет назад новая технология CRISPR-CAS9 позволила ученым изменить генетический код живых организмов. Но оригинальный метод мог выполнять одну функцию: удаление или замена генов в генетической последовательности. Более поздние модификации CRISPR позволили ученым менять экспрессию генов, включая или выключая их, но не удаляя из генома. Каждая из этих функций могла выполняться только отдельно.
Исследовательская группа из Колледжа сельского хозяйства и природных ресурсов Университета Мэриленда разработала CRISPR-Combo – метод редактирования одних генов при одновременном изменении экспрессии других. Этот новый инструмент позволит повысить функциональность генной инженерии.
Группа разработала новую модификацию CRISPR-Combo для регуляции экспрессии и одновременного редактирования нескольких генов и доказала, что она выполняет обе эти функции генной инженерии параллельно без негативных последствий. Исследователи продемонстрировали это, используя клетки томата, нокаутировав один ген (ген А) и активировав другой (ген В) без случайного пересечения и нокаута В или повышения активности А.
Затем авторы протестировали CRISPR-Combo на любимом объекте генных инженеров – арабидопсисе. Они отредактировали ген, который делает растение более устойчивым к гербицидам, одновременно активируя ген, вызывающий раннее цветение. В результате получилось устойчивое к гербицидам растение, которое дало восемь поколений за один год вместо обычных четырех.
Результаты были подтверждены на других растениях. В клетках тополя исследователи отредактировали несколько признаков и активировали три гена, которые способствуют регенерации тканей растений. В результате получилось растение, способное развиваться из ткани (черенка), а не только из корней или семян.
Слева – ростки тополя с отредактированным геном устойчивости к гербицидам, справа – с еще и с усиленной экспрессией генов регенерации и роста.
С помощью CRISPR-Combo также удалось получить рис из тканевых культур, которые не требовали гормональных добавок. Они экспрессировали больше белка отредактированного гена, чем ткани, созданные с добавлением гормонов, которые в настоящее время используются для выращивания генно-инженерных растений из тканевых культур.
Метод CRISPR-Combo вскоре будет испытан на цитрусовых, моркови и картофеле.
Статья C.Pan et al. Boosting plant genome editing with a versatile CRISPR-Combo system опубликована в журнале Nature Plants.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Maryland: New CRISPR-combo boosts genome editing power in plants.