Ученые из Университета Мэриленд (UMD, США) представили новую и улучшенную систему CRISPR 3.0 для растений, которая не отключает «нежелательные» гены – как традиционные «ножницы» CRISPR, – но активирует нужные. Эта система CRISPR третьего поколения может усилить функцию нескольких генов одновременно. CRISPR 3.0 обладает в четыре-шесть раз большей активационной способностью по сравнению с современной технологией CRISPR, и может усилить действие до семи генов одновременно, сообщает пресс-служба Университета Мэриленд. Подробно новая система описана в журнале Nature Plants.
«Моя лаборатория и раньше создавала системы для одновременного редактирования генов [мультиплексного редактирования], но редактирование в основном связано с потерей функции для улучшения урожая, – объясняет ведущий автор работы Ипин Ци, доцент кафедры растениеводства в UMD. – Если подумать, эта стратегия конечна, потому что нет бесконечных генов, которые можно было бы отключить и на самом деле все равно получить что-то ценное. По логике, это очень ограниченный способ конструировать и развивать лучшие характеристики, в то время как растение возможно, уже развились, чтобы иметь разные пути, защитные механизмы и черты, которые просто нуждаются в усилении. С помощью активации вы действительно можете улучшить пути или расширить существующие возможности, даже достичь новой функции».
Поскольку CRISPR обычно рассматривается как «молекулярные ножницы», которые могут разрезать ДНК, новая система активации использует деактивированный CRISPR-Cas9: система не разрезает геном, а привлекает белки активации для конкретных представляющих интерес генов, связываясь с определенными сегментами ДНК.
Команда проверила свой метод CRISPR 3.0 на рисе, помидорах и резуховидке Таля. Результаты показали, что можно одновременно активировать многие виды генов, вызвав, например, более быстрое цветение, чтобы ускорить процесс размножения. Но это лишь одно из многих преимуществ мультиплексной активации. В будущем можно будет использовать эту технологию для более эффективного и действенного скрининга генома, чтобы определить гены, которые могут помочь в борьбе с изменением климата и глобальным голодом. «Мы можем проектировать, адаптировать и отслеживать активацию генов с помощью этой новой системы в более крупном масштабе, чтобы выявить важные гены», – добавляет Ипин Ци.
[Фото: NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH]
