Новая система CRISPR 3.0 для эффективной активации генов в растениях
В исследовании, опубликованном в Nature Plants, группа под руководством Ипина Ци из Университета Мэриленда представила усовершенствованную систему CRISPR 3.0 для растений, сфокусированную на активации генов, а не на традиционном редактировании.
Ключевые особенности системы
- Мультиплексная активация: Система способна одновременно "усиливать" функцию до семи генов.
- Высокая эффективность: Её способность к активации в 4–6 раз выше, чем у современных аналогов CRISPR.
- Точность: Демонстрирует высокую точность и эффективность.
Принцип работы и преимущества
В отличие от классического CRISPR-Cas9 ("молекулярных ножниц"), который разрезает ДНК, система активации использует деактивированный Cas9, который только связывается с ДНК. Это позволяет системе фокусироваться на привлечении активирующих белков к целевым генам.
Как поясняет Ипин Ци, традиционное редактирование (нокаут генов) имеет ограничения, так как не бесконечно много генов можно отключить с пользой. Активация же позволяет:
- Усилить уже существующие в растении полезные пути и защитные механизмы.
- Придать новые функции.
- Раскрыть потенциал, заложенный в геноме.
Экспериментальная проверка и перспективы
Система была успешно протестирована на рисе, томатах и Arabidopsis (резуховидке Таля). Одним из доказательств работы стала ускоренная скорость цветения для быстрой селекции.
Использовались также варианты системы:
- SpRY — для расширения спектра мишеней.
- Деактивированный CRISPR-Cas12b — что демонстрирует универсальность подхода.
Новая технология открывает возможности для:
- Масштабного скрининга генома в поиске генов, помогающих бороться с изменением климата и глобальным голодом.
- Ускоренного выведения сельскохозяйственных культур с улучшенными признаками.