Точная молекулярная хирургия в геноме растений
Учёные из Карлсруэ разработали новый биотехнологический метод для более точного и эффективного редактирования генома растений. Техника, названная in planta gene targeting (IPGT), использует естественный механизм репарации клеток и описана в журнале PNAS.
Принцип метода
Метод основан на механизме гомологичной рекомбинации, который восстанавливает разрывы в цепях ДНК. Процесс включает два ключевых шага:
- Создание разреза: С помощью фермента-"молекулярных ножниц" делается точный разрыв в определённом месте генома.
- Внедрение "заплатки": В клетку доставляется матрица для починки разрыва, которая содержит новый фрагмент гена, предназначенный для встраивания.
Остальную работу выполняет собственная система ремонта клетки, что обеспечивает высокую точность.
Ключевые преимущества
- Высокая надёжность и точность: Новая генетическая информация встраивается точно в заданное место.
- Универсальность: В принципе, метод применим к любому растению, в отличие от многих традиционных методов.
- Эффективность: Технология IPGT примерно в 100 раз эффективнее ранее использовавшихся методов.
Эксперименты и перспективы
Доказательство работоспособности метода было получено в экспериментах на модельном растении резуховидке Таля (Arabidopsis thaliana). Исследования проводились KIT совместно с компанией SunGene GmbH.
Следующими шагами станут:
- Перенос принципа на другие растения.
- Разработка подходящих "молекулярных ножниц" и матриц для конкретных культур.
Долгосрочная цель — быстрое перенесение полезных свойств диких видов в сельскохозяйственные растения для оптимального использования природных ресурсов в производстве пищи и растительного сырья.