CRISPR-SpRY: PAM-независимое редактирование генома сои

CRISPR-Cas9 произвело революцию в генетическом улучшении сельскохозяйственных культур, но его зависимость от специфических мотивов, примыкающих к протоспейсеру (PAM), ограничивает область и эффективность редактирования. Для сои — критически важного источника белка и масла — эти ограничения мешают созданию высококачественных и высокоурожайных сортов.

Исследование, проведенное учеными из Северо-Восточного института географии и агроэкологии Китайской академии наук и опубликованное в Horticulture Research, представляет систему редактирования на основе CRISPR-SpRY, которая успешно обходит ограничения традиционного редактирования генома, не требуя специфических PAM-последовательностей.

Суть метода и результаты

Исследователи разработали новую систему редактирования на основе белка SpRY, которая нацеливается на ключевые агрономические гены, такие как GmLOXs и GmFAD2-1A/B. Показано, что SpRY может создавать точные мутации в ранее недоступных сайтах генома сои.

Кроме того, внедрение базовых редакторов на основе SpRY позволило осуществлять конверсии цитозин-тимин и аденин-гуанин, повышая точность редактирования. Высокая эффективность SpRY в работе с множественными локусами расширяет возможности редактирования генома сои, предоставляя мощный инструмент для молекулярной селекции и функциональной геномики.

Значение и перспективы

Как отметил старший автор работы доктор Сяньчжун Фэн: «Система SpRY представляет собой ключевой прорыв в редактировании генома сельскохозяйственных культур. Устранив ограничивающую необходимость в PAM-последовательностях, мы можем нацеливаться на ранее недоступные сайты, значительно повышая точность и гибкость в селекции».

Эта технология открывает путь к ускоренной разработке высокоурожайных сортов сои с улучшенными качествами. Ее способность к базовому редактированию расширяет исследования в области функциональной геномики.

Помимо сои, технология может быть адаптирована для других культур, способствуя развитию устойчивого сельского хозяйства и глобальной продовольственной безопасности.