Редактирование генома сои без использования PAM

CRISPR-Cas9 преобразовал генетическое улучшение сельскохозяйственных культур, однако его зависимость от конкретных последовательностей протоспейсерного смежного мотива (PAM) ограничивает возможности и эффективность редактирования. В сое, важнейшем источнике белка и масла, эти ограничения препятствуют разработке высококачественных, высокоурожайных сортов.

Поскольку традиционные методы селекции не успевают за спросом, существует острая необходимость в передовых инструментах редактирования генома, которые обходят барьеры, связанные с PAM, раскрывая весь потенциал точных генетических улучшений сои.

Исследование, проведенное учеными Северо-Восточного института географии и агроэкологии Китайской академии наук и опубликованное в Исследования в области садоводствапредставляет систему редактирования без PAM на основе CRISPR-SpRY, которая успешно обходит ограничения традиционного редактирования генома.

Этот прорыв обеспечивает более широкое применение в улучшении сельскохозяйственных культур, повышая эффективность и точность генетических модификаций в селекции сои.

Исследователи разработали новую систему редактирования на основе белка SpRY, которая устраняет необходимость в специфических последовательностях PAM, нацеливаясь на ключевые агрономические гены, такие как GmLOXs и GmFAD2-1A/B. Исследование показало, что SpRY может достигать точных мутаций в ранее недоступных местах в геноме сои.

Кроме того, введение редакторов основанных на SpRY основанных на базах позволило проводить преобразования цитозина в тимин и аденина в гуанин, повышая точность редактирования. Высокая эффективность SpRY в нескольких локусах расширяет ландшафт редактирования генома сои, предоставляя надежный инструмент для молекулярной селекции и функциональной геномики.

Доктор Сяньчжун Фэн, старший автор, отметил: «Система SpRY представляет собой важнейший шаг вперед в редактировании генома сельскохозяйственных культур. Устранив ограничивающую необходимость в последовательностях PAM, мы можем нацеливаться на ранее недоступные участки, значительно повышая точность и гибкость в селекции. Эта технология готова произвести революцию в генетическом улучшении сои и предоставить новые селекционные ресурсы».

Система редактирования генома SpRY имеет многообещающие последствия для селекции сои и генетических исследований, позволяя ускорить разработку высокоурожайных сортов превосходного качества. Ее возможности редактирования оснований расширяют исследования функциональной геномики, позволяя проводить точные модификации для улучшения агрономических признаков.

Помимо сои, эту технологию можно адаптировать и к другим культурам, способствуя устойчивому развитию сельского хозяйства и обеспечению глобальной продовольственной безопасности.