Ученые создали версию CRISPR 3.0, способную влиять на многие гены сразу
Новую улучшенную систему CRISPR представили исследователи из Университета Мэриленда (UMD). Версия 3.0 создана для высокоэффективной активации генов у растений. Об этом 24 июня сообщает информационный портал научных новостей Phys.org.
Доцент кафедры растениеводства UMD Ипин Ци создал усовершенствованную CRISPR 3.0 для растений, уделяя особое внимание активации генов вместо традиционного редактирования генов. Эта система CRISPR третьего поколения ориентирована на активацию мультиплексных генов, что означает, что она может усилить функцию нескольких генов одновременно.
По словам исследователей, новая система может похвастаться в четыре-шесть раз большей активационной способностью по сравнению с современной технологией CRISPR, демонстрируя высокую точность и эффективность, и способна влиять одновременно на семь генов.
Ученые подчеркивают, что, хотя CRISPR чаще используется для отключения генов, которые являются нежелательными, активация генов для получения функциональных возможностей имеет важное значение для создания улучшенных растений и сельскохозяйственных культур в будущем.
«Если подумать, стратегия отключения нежелательных генов конечна, потому что нет бесконечных генов. По логике, это очень ограниченный способ конструировать и разводить лучшие черты, в то время как растения, возможно, уже развили разные защитные механизмы и черты, которые просто нуждаются в усилении. С помощью активации можно улучшить или расширить существующие возможности, даже достичь новой функции. Вместо того чтобы отключать признаки, вы можете воспользоваться преимуществами, уже заложенными в геноме», — заявил Ци.
Ци и его команда проверили систему CRISPR 3.0 на рисе, помидорах и арабидопсисе (наиболее популярных модельных видах растений). Ученые показали, что можно одновременно активировать многие виды генов, запуская, например, более быстрое цветение, чтобы ускорить процесс размножения. Но это — лишь одно из преимуществ нового метода, подчеркивает Ци.
«Наличие гораздо более оптимизированного процесса мультиплексной активации может обеспечить значительный прорыв. Например, мы с нетерпением ждем возможности использовать эту технологию для более эффективного и действенного скрининга генома на наличие генов, которые могут помочь в борьбе с изменением климата и глобальным голодом. Мы можем проектировать, адаптировать и отслеживать активацию генов с помощью новой системы в более крупном масштабе для выявления важных генов, и это будет очень полезным для открытий и научных исследований в области растений», — сообщил ученый, добавив, что мультиплексная активация генов дает много новых возможностей для селекции и улучшения урожая.
Поскольку CRISPR обычно рассматривается как «молекулярные ножницы», которые могут разрезать ДНК, система CRISPR 3.0 использует деактивированный CRISPR-Cas9. Без возможности разрезания система может сосредоточиться на привлечении белков активации для конкретных представляющих интерес генов путем связывания с определенными сегментами ДНК.
Ци протестировал свой вариант CRISPR на значительно расширенном круге объектов, чтобы продемонстрировать универсальность в системах CRISPR. Это, по мнению ученых, показывает большой потенциал расширения для мультиплексной активации, которая может изменить способ работы генной инженерии.
