Новый инструмент TATSI ускоряет и удешевляет редактирование генома растений

Исследователи из лаборатории Кита Слоткина в Центре наук о растениях имени Дональда Данфорта разработали технологию TATSI (Transposase-Assisted Target Site Integration), которая значительно повышает эффективность внедрения целевой ДНК в геном растений. Работа опубликована в журнале Nature.

Проблема и решение

• Ключевое ограничение: Низкая частота и неточность интеграции чужеродной ДНК в геном растений — основное "узкое место" в современных методах геномного редактирования для улучшения сельскохозяйственных культур.
• Суть технологии TATSI: Метод сочетает систему CRISPR/Cas (молекулярные "ножницы" для разрезания ДНК) с транспозонами (мобильными генетическими элементами растений), которые действуют как молекулярный "клей".
• Принцип работы: Используется фермент транспозаза, кодируемый транспозонами. Он обеспечивает точное "вырезание и вставку" заданных фрагментов ДНК в специфические сайты генома, отредактированные CRISPR/Cas.

Преимущества и потенциал

• Эффективность: Комбинация "ножниц + клей" обеспечивает на порядок более высокую частоту целевой интеграции ДНК по сравнению с существующими методами.
• Источник технологии: TATSI использует более двух миллиардов лет эволюции транспозонов растений — отточенных молекулярных машин для встраивания ДНК. Эти элементы, часто называемые "мусорной ДНК", составляют свыше 70% генома кукурузы.
• Применение: Технология позволяет быстрее и дешевле создавать растения с улучшенными признаками, такими как устойчивость к вирусам, повышенное содержание питательных веществ или улучшенный состав масла.

История разработки

Исследования TATSI начались в 2019 году после победы команды Слоткина в конкурсе центра Данфорта "Conversations: Big Ideas 2.0". Команда предложила использовать силу транспозонов для улучшения сельскохозяйственных культур и получила стартовое финансирование на разработку.