Перспективы синтетической геномики растений: новый подход
В октябре 2023 года в журнале BioDesign Research была опубликована перспективная статья "Toward Synthetic Genomics in Plants". Исследование посвящено зарождающейся области синтетической геномики растений и сложностям сборки и конструирования больших геномов, что затруднено обилием транспозонов и сложной эпигенетической регуляцией у многоклеточных эукариот.
В качестве отправной точки предлагается новый нисходящий подход к синтезу генома у многоклеточных растений на примере модельного мха Physcomitrium patens. Этот мох — идеальный кандидат благодаря способностям к гомологичной рекомбинации, доставке ДНК и регенерации, что задает прецедент для будущей оптимизации методов для более сложных семенных растений.
В статье обсуждаются технические препятствия, такие как сборка генома и трансформация растений. Рассматриваются сложности синтеза ДНК, приводятся примеры успешного конструирования вирусных, бактериальных и дрожжевых геномов с помощью нисходящих подходов и анализируется потенциал применения этих методов к более сложным организмам.
Подчеркивается, что в растительной синтетической геномике традиционно используется восходящий подход, и отмечаются недавние прорывы, а также ограничения, которые необходимо преодолеть для широкого применения. Особое внимание уделяется важности решения проблем, связанных со сборкой хромосом, установкой функциональных центромер, эффективной трансформацией и регенерацией у семенных растений.
В заключение с оптимизмом отмечается, что растения, благодаря своим уникальным характеристикам и этическим соображениям, вероятно, станут первопроходцами в синтезе геномов многоклеточных организмов. Опыт и знания, полученные на C. glauca, будут бесценны для применения этих методов к семенным растениям, включая сельскохозяйственные культуры.
Таким образом, статья открывает новые горизонты в области синтетической биологии и предлагает перспективные пути для будущих биотехнологических прорывов и более глубокого понимания геномики растений.