Новый инструментарий для редактирования ДНК водоросли Nannochloropsis
Учёные из Университета штата Мичиган под руководством Эрика Полинера представили новый набор генетических инструментов для редактирования водоросли Nannochloropsis. Эта водоросль представляет интерес для производства биотоплива и других химических веществ на основе масла.
За последнее десятилетие методы редактирования генов стали значительно точнее, особенно с появлением технологии CRISPR, позволяющей удалять или изменять гены в ДНК организма.
Новый CRISPR-инструментарий предназначен для Nannochloropsis — перспективного организма для прикладных задач. Эта водоросль быстро растёт, легко поддаётся изучению и производит много масла, что важно для промышленного производства.
«Удар и отступление» для изменения ДНК водоросли
Суть CRISPR заключается в целенаправленном внесении мутаций в определённые участки ДНК. Учёные вводят в организм генетическую конструкцию, которая содержит механизм наведения на нужный участок ДНК и инструкции для его изменения.
Уникальность метода в использовании эписом — кольцевых фрагментов чужеродной ДНК. Nannochloropsis может временно поддерживать эту чужеродную ДНК, что необычно для большинства других водорослей.
По мере деления клеток водоросли в последующих поколениях значительная часть популяции теряет чужеродную ДНК, но оставляет в геноме точную мутацию, которую она принесла.
Такой подход идеален для CRISPR, так как внесённая мутация сохраняется в последующих поколениях и становится неотъемлемой частью генома. Это также может решить вопросы биобезопасности, если генетически модифицированные водоросли будут массово выращиваться в открытых водоёмах, поскольку в конечном итоге в них не остаётся чужеродной ДНК.
Помимо метода внесения мутаций, инструментарий включает средства для скрининга и введения чужеродных генов.
Технические характеристики
Исследование опубликовано в журнале ACS Synthetic Biology. Набор инструментов доступен на платформе Addgene и включает:
- Слияния Cas9-репортёров: NanoLuciferase, GFP и HA-метку;
- sgRNA, продуцируемую с фланкирующими саморасщепляющимися рибозимами, и двунаправленный промотор для совместной продукции обоих компонентов;
- Векторы с маркерами устойчивости к Бластицидину и Гигромицину;
- Векторы для одновременной сверхэкспрессии нескольких белков.