Wissenschaftler haben Pollen getragen CRISPR / Cas9 um schwer zu bearbeitende Pflanzen wie Mais genetisch zu bearbeiten und neue Möglichkeiten zur Steigerung wichtiger Ernteerträge zu eröffnen.
CRISPR / Cas9 für bearbeitungsresistente Maispflanzen
Wissenschaftler des in North Carolina ansässigen Landwirtschaftsunternehmens Syngenta haben einen neuen Weg gefunden, CRISP / cas9-Gen-Editing-Techniken bei wichtigen Maissorten anzuwenden, die sich als besonders resistent gegen den Prozess erwiesen haben entsprechend zum Wissenschaftsmagazin.
Die Forscher verwendeten den Pollen einer genetisch bearbeiteten Pflanze, um die gewünschten genetischen Bearbeitungen in die Zellen einer anderen Pflanze zu übertragen. Sie beschreiben ihre Technik in einem Artikel. veröffentlicht heute in der Zeitschrift Nature Biotechnology.
SIEHE AUCH: NEUE CRISPR-TECHNOLOGIE KANN EINEN EINZELNEN BRIEF DES DNA-GENOMS ÄNDERN
Bei einigen Arten von Pflanzenarten kann die Bearbeitung von Genen schwierig sein, da die Zellwände der Pflanze zu dick für den Mechanismus sind, der die Zellen bearbeitet. Genom um tatsächlich dahin zu gelangen, wo es hin muss. Tierzellen haben nicht die steifen Zellwände, die Pflanzenzellen haben, daher war es viel einfacher, CRISPR / Cas9 und Tierzellen mit großer Wirkung zu verwenden. Andere Pflanzenzellwände sind nicht 't so steif wie andere und können bearbeitet werden.
Wissenschaftler haben versucht, bessere und effizientere Methoden zur Gen-Bearbeitung wichtiger Grundnahrungsmittel wie Mais und Weizen zu finden als die derzeit verfügbaren Methoden. Sie hoffen, mit dieser Technik herzhaftere Pflanzen zu produzieren, die die Ernteerträge steigern.
CRISPR mit Pollen bietet eine Lösung
Die Forscher, der Pflanzenbiologe Timothy Kelliher und Quideng Que, verwendeten einen neuartigen Ansatz, um dieses Problem des Eindringens in die steifen Zellwände von Mais zu lösen. Sie verwendeten eine sogenannte haploide Induktion, um die CRISPR / Cas9-Änderungen in die Pflanzenzellen zu übertragenhat sich als so hartnäckig erwiesen.
Haploide Induktion ist ein ungewöhnliches Ereignis, wenn Pollen Pflanzen düngen können, aber die Gene der „männlichen“ Pflanze nicht dauerhaft auf ihre Nachkommen übertragen. Dies führt zu Pflanzen, die nur die „weiblichen“ Chromosomen der bestäubten Pflanze haben, wodurch sie haploide werdeneher als diploid, wie es normalerweise der Fall ist.
Die Forscher nahmen eine Maissorte, die mit CRISPR / Cas9 viel einfacher zu bearbeiten ist, und bearbeiteten Pflanzen, die eine deformierte Version des Gens MATRILINEAL hatten. Dieses Gen lässt die Pflanze Pollen produzieren, die eine haploide Induktion auslösen.
Durch die Bearbeitung dieser Pflanze mit CRISPR / Cas9-Änderungen, die auf die gewünschten Merkmale der resistenteren Maissorten abzielten, konnten die Forscher den Pollen der bearbeiteten Pflanze die gewünschten Änderungen auf die CRISPR / Cas9-resistenten Pflanzen übertragen, die sie bestäubte.
„Die Schlüsselinnovation ist die Verwendung von Pollen mit haploiden Induktoren als eine Art Trojanisches Pferd“, Kelliher. sagt .
Nicht vererbbare Merkmale
Obwohl diese Technik bisher nur in einem Labor durchgeführt wurde, besteht keine Sorge, dass diese Änderungen den bearbeiteten Mais dauerhaft verändern würden, wenn sie an Feldfrüchten auf einem tatsächlichen Feld durchgeführt würde.
Da nur der Pollen CRISPR / Cas9 trägt. Da diese Veränderungen nicht auf die Nachkommen oder die DNA übertragen werden, ist nur die bestäubte Pflanze betroffen. Der Gen-Editing-Apparat verschwindet nach der Befruchtung. Zu diesem Zeitpunkt ist die bestäubte Pflanzewie erhalten die gewünschten Änderungen.
„Es ist eine brillante Arbeit“ sagt Luca Comai von der University of California, Davis, dessen Labor in der Vergangenheit von Syngenta finanziert wurde, aber nicht Teil dieser Forschung war. „Es ist einfallsreich, wenn zwei Technologien kombiniert werden: haploide Induktion und Genomeditierung.“