Новые биологические ресурсы для изучения растительных пептидных гормонов с помощью технологии редактирования генов
Исследователи из Университета Кумамото (Япония) с использованием технологии редактирования генов создали новую, комплексную коллекцию генетических ресурсов растений с нокаутированными генами, кодирующими CLE-пептиды. CLE-пептиды — это группа специфичных для растений пептидных гормонов, играющих роль в клеточной сигнализации. Эта открытая коллекция, как ожидается, внесет вклад в будущие исследования того, как работают пептидные гормоны у растений.
Технология CRISPR/Cas9, установленная в 2013 году, произвела большой прорыв в редактировании генов благодаря высокой эффективности, специфичности к цели и простоте. Это позволило исследовать функцию генов, анализируя влияние нокаута конкретных генов.
Пептидные гормоны играют важную роль в жизненных циклах растений, например, определяя количество клеток и размер тканей. Однако гены многих неохарактеризованных пептидных гормонов еще не изучены.
Используя CRISPR/Cas9, исследовательская группа выбрала модельное растение Arabidopsis thaliana, у которого есть 32 гена, кодирующих CLE-пептиды, и создала коллекцию инструментов для нокаута каждого из этих 32 генов. Создав эти мутантные линии растений Arabidopsis, они упростили исследование функции каждого гена.
Для оценки эффективности нокаута команда изучила наиболее изученный CLE-пептид — CLV3, который, как известно, подавляет деление клеток в точках роста стеблей. Как и ожидалось, мутантные растения Arabidopsis по гену CLV3 давали плоды неправильной формы из-за увеличенного числа клеток.
Кроме того, исследователи впервые, как полагают, сообщили о биологической значимости гена CLE44. С помощью новых мутантных линий растений они наблюдали уменьшение количества клеток в сосудистом пучке у мутантных растений CLE44, подтвердив его роль в развитии сосудов.
"Наша коллекция генетических ресурсов может помочь в изучении неизвестных пептидных гормонов, таких как CLE44", — сказал доцент Такаси Исида. — "Мы надеемся, что этот подход станет моделью для подобных исследований в будущем".
Исследование было опубликовано онлайн в журнале Plant and Cell Physiology 25 сентября 2017 года и будет представлено как "Research Highlight" в одном из следующих выпусков журнала.