Преобразование генетики арбуза с помощью продвинутых базовых редакторов

Разработаны новые адениновые базовые редакторы (ABE) и аденин-тимин/гуаниновые базовые редакторы (AKBE), которые преобразуют генную инженерию арбуза. Эти инструменты позволяют проводить точные замены оснований A:T-to-G и A:T-to-T для целевых генетических модификаций.

Исследование демонстрирует эффективность редакторов в создании специфических мутаций, например, фенотипа без цветков у мутантных растений ClFT (Y84H). Это достижение не только углубляет понимание функции генов, но и значительно улучшает молекулярную селекцию, открывая путь к более эффективному улучшению урожая арбуза.

Традиционные методы селекции арбуза часто сталкиваются с трудностями в эффективном и точном достижении желаемых генетических признаков. Хотя CRISPR/Cas9 стал мощным инструментом редактирования генома, его точность и охват иногда ограничены, что подчеркивает необходимость в более продвинутых технологиях.

Исследователи из Северо-Западного университета A&F и Северо-Восточного сельскохозяйственного университета опубликовали исследование в Horticulture Research 23 апреля 2024 года, детализирующее разработку ABE и AKBE редакторов для арбуза.

В исследовании представлены три типа адениновых базовых редакторов (U-ABE, S-ABE и R-ABE) и оценена их эффективность в индукции замен A:T-to-G. Среди них R-ABE продемонстрировал наивысшую эффективность, особенно в позиции A5 целевого гена.

Кроме того, были разработаны S-AKBE и R-AKBE для достижения мутаций A:T-to-T, причем S-AKBE показал большую эффективность. Успешное редактирование гена ClFT для получения мутации Y84H привело к фенотипу без цветков, что подчеркивает потенциал этих инструментов для управления временем цветения и другими признаками.

Результаты показывают, что промотор Rps5A, использованный в R-ABE и R-AKBE, значительно повышает эффективность редактирования.

Доктор Сянь Чжан из Северо-Западного университета A&F отметил: «Разработка этих базовых редакторов представляет собой значительный прорыв в генной инженерии растений. Эти инструменты не только улучшают нашу способность изучать функцию генов, но и открывают путь к более точным и эффективным стратегиям улучшения сельскохозяйственных культур».

Внедрение редакторов ABE и AKBE открывает новые возможности для селекции арбуза, позволяя точно вводить полезные признаки. Будущие исследования будут сосредоточены на оптимизации этих инструментов и изучении дополнительных генов-мишеней для дальнейшего генетического улучшения арбуза и, возможно, других культур.