La edición de genes basada en CRISPR escalable mejora los síntomas de los cultivos de tomate

En un estudio publicado en Comunicación de la naturaleza Tema "Construcción de bibliotecas CRISPR multi-dirigidas en tomates para eliminar los excesos funcionales a nivel de escala del genoma"Los investigadores de la Universidad de Tel Aviv han desarrollado un método de edición genética de plantas de cultivo para afectar varios síntomas en las plantas de tomate, incluido el sabor y el tamaño de la fruta. La tecnología se puede aplicar a una variedad de especies de cultivos y finalmente se usa para cultivar nuevas y mejores plantas para apoyar la seguridad alimentaria.

"Los investigadores de todo el mundo se dedican a avanzar en la agricultura para que se puedan abordar cambios globales rápidos en las próximas décadas y alimentados a la población mundial", dijo Ilon Saturn, PhD, PhD, PhD, Profesor de la Escuela de Ciencias de las Veglas y Seguridad Alimentaria en la Universidad de Tel Aviv y autores compatibles del estudio.

"Utilizando nuestro método innovador, realizamos con éxito cambios genéticos específicos para las familias de genes en la planta de tomate, e identificamos adecuadamente que la edición genética produjo el resultado deseado", continuó.

La varianza genética es importante para los programas reproductivos y la detección mutante, sin embargo, los métodos de mutación tradicionales carecen de especificidad en la orientación de genes. El CRISPR-CAS9 proporciona una edición de genes precisa y específica del sitio, pero su aplicación en la mejora de los cultivos está prohibida por los desafíos de escalabilidad, lo que limita el número de genes que se pueden editar y estudiar.

Motivado por la proteína de espiga viral, apunta el complejo de proteínas con procedimientos de apostamors multiméticos

Para habilitar la edición de genes específicos del sitio con efectos de bajo a objetivo, la tecnología CRISPR-CAS incluye una endonucleasa dirigida por una sola guía de ARN (SGRNA) que es para una secuencia complementaria en el genoma que incluye una figura adyacente de Protosepaceor (PAM).

El estudio diseñó 15.804 sGRNA únicos, cada uno dirigido a varios genes dentro de las mismas familias de genes. Luego, los autores generaron alrededor de 1.300 líneas CRISPR independientes e identificaron con éxito el mutuo con los financipos separados relacionados con el desarrollo de frutas, gustos, nutrientes y reacciones de patógenos.

Además, los investigadores desarrollaron un sistema de mapeo SGRNA, CRISPR-GuidEmap, que utiliza un sistema de etiquetado de código de barras doble y secuenciación profunda para aumentar el uso de bibliotecas CRISPR en programas reproductivos. La plataforma integra la orientación de genes precisa con técnicas de secuenciación avanzada para optimizar la identificación de funciones génicas y para comprender el alcance de las características características funcionales recibidas de estas bibliotecas.

Muchas plantas muestran excesos genéticos, donde los genes similares de secuencia a menudo tienen funciones superpuestas o infructuosas. Los excesivos enmascaran los efectos de la mutación en genes individuales, que enfrentan desafíos importantes para comprender los roles exactos del gen y comprender sus funciones.

Para abordar los excesos, el equipo de investigación primero desarrolló un enfoque para el diseño de bibliotecas, acosando a cada vector un solo SGRNA que se dirige a secuencias de conservación en muchos genes, lo que permite que muchos miembros de la familia de genes editen juntos. En ArabidopsisDada la relevancia de este enfoque para los cultivos agrícolas y los programas de reproducción, el autor procedió a desarrollar una biblioteca CRISPR de todo el genoma y multi-dirigida para su uso en cultivos de tomate.

Además, Netagenomics ha obtenido una licencia para comercializar nuevas tecnologías, con el objetivo de avanzar en la seguridad alimentaria mediante el desarrollo de cultivos no transgénicos adaptados al clima cambiante. Los autores dijeron que los estudios de seguimiento desarrollarían síntomas seleccionados adicionales en tomates y arroz.