Популярный метод геномного редактирования CRISPR впервые применили в цветоводстве, с его помощью кардинально изменен цвет лепестков декоративного растения. Об этом сообщает Science Alert.
Японские ученые из Университета Цукубы (University of Tsukuba), Национальной сельскохозяйственной и пищевой исследовательской организации (National Agriculture and Food Research Organization) и Городского университета Йокогамы (Yokohama City University) с помощью редактора генома — системы CRISPR-cas9 — превратили фиолетовые цветки ипомеи в белые. Ипомея, которую называют также “утреннее сияние”, — представитель семейства вьюнковых, культурные сорта которого в качестве декоративных растений выращивают во всем мире. В последнем номере журнала Scientific Reports японские авторы сообщают о том, как им удалось получить невиданные прежде цветки ипомеи изменением одного гена, и это изменение не затронуло остальные части растения. Растение ипомея было выбрано для этого эксперимента потому, что оно уже охвачено японским Национальным биоресурсным проектом (National BioResource Project), то есть генетика его хорошо изучена и данные о последовательности ДНК доступны. Объектом редактирования в описываемом исследовании был ген фермента дигидрофловонол-4-редуктазы-B (DFR-B). Он обеспечивает синтез пигмента антоцианина, и потому повреждение гена, кодирующего этот фермент, привело к тому, что цветки получились неокрашенными. Система CRISPR-Cas9 позволяет производить очень точные разрезы на нитях ДНК, благодаря чему соседние гены не были задеты, что показал последующий анализ соседних с отредактированным геном участков — в них мутаций не обнаружено.
Генетическое изменение производили в культуре зародышевых клеток ипомеи. Около 75% модифицированных эмбрионов выросли в растения с белыми цветками. Фермент Cas9 разрезает ДНК в определенном месте, куда его направляет специально сконструированная и входящая в структуру системы CRISPR-Cas9 последовательность РНК, так называемый РНК-проводник. В зависимости от поставленных задач или вырезается кусочек ДНК объекта, или в месте разреза в его геном вставляется новый генетический элемент. Компоненты CRISPR-Cas9 вносили в зародыши ипомеи посредством бактерии рода Rhizobium, сосуществующей с растениями. Авторы установили, что полученный в результате генетического редактирования белый цвет лепестков сохраняется и в следующих поколениях растения.
Ипомею стали выращивать в Японии в VIII веке нашей эры, первое упоминание о белом цветке этого растения относится к XVII веку. Очевидно, тот необычный цветок был результатом спонтанной генетической мутации.
Нет комментариев