CRISPR ile mısır tanelerini değiştirme

Mısır – veya mısır – binlerce yılda bir düzineden daha az taneli başaklar yapan yabani otlu bir bitkiden bugün sahip olduğumuz yüzlerce sulu taneli koçanlara dönüştü.
CRISPR gibi güçlü DNA düzenleme teknikleri bu büyüme sürecini hızlandırabilir. Cold Spring Harbor Laboratuvarı bitki biyoloğu David Jackson ve meslektaşları, Massachusetts Üniversitesi Amherst biyoloğu Madelaine Bartlett ile bir ABD Ulusal Bilim Vakfımısır çekirdeği sayılarıyla çalışmak için bu son derece spesifik tekniği kullanmak için finanse edilen proje. Jackson’ın laboratuvarı, CRISPR’yi mısırın çok karmaşık genomuna ilk uygulayanlardan biridir. Sonuçlar yayınlandı Doğa Bitkileri.
DNA iki kısma ayrılır: gen ve gen aktivitesini destekleyen veya baskılayan düzenleyici bölgeler. Jackson, “Pek çok insan CRISPR’yi basit anlamda genleri tamamen bozmak, bir geni devre dışı bırakmak için kullanıyordu. tarımda ihtiyaç duyduğumuz özelliklerdeki çeşitliliği elde edebileceğimiz bu ilginç sonucu veriyor.”
Jackson, koçan başına çekirdek sayısını artırmak istedi. Mısır çekirdeği geliştirme yolu, kök hücre büyümesini ve farklı bitki organlarına farklılaşmayı destekleyen genleri içerir. Bilim adamları, kök hücre büyümesini durdurmak için fren görevi gören genler olan CLE’lere odaklandı. Ancak mısır genomu karmaşıktır. CLE ailesi, genden gene değişen promotör bölgeleri ile yaklaşık 50 ilgili gen içerir.
Araştırmacılar, promotörün hangi bölümünün önemli olduğu konusunda çok az fikirleri olan promotör bölgesini rastgele hedeflediler. Bir sonraki adımın, destekçinin hangi bölümünün kritik olduğunu bulmaya odaklanmak olduğunu söylüyorlar. Ardından, CRISPR promotörünü daha verimli hale getirebilir ve daha fazla tane verimi veya başak boyutu üretebilir.
Mısır gibi tahıl ürünleri, insanlar için önemli bir besin kaynağı ve çiftlik hayvanları için yemdir. Jackson ve meslektaşları, yeni CRISPR stratejilerinin dönüm başına mahsul verimini artıracağını ve tarımı daha sürdürülebilir hale getireceğini umuyor.
NSF’nin Bütünleştirici Organizma Bölümü program direktörü Gerald Schoenknecht, “Bu yayın, CRISPR gibi DNA düzenleme tekniklerinin tam potansiyelini geliştirmek için genomun düzenleyici bölgelerini ve bunları nasıl değiştireceğimizi daha iyi anlamamız gerektiğini güzel bir şekilde gösteriyor” diyor. Sistemler.