en una nueva publicación en Plantas naturales , profesor asistente de Ciencia de las Plantas en la Universidad de Maryland, Yiping Qi ha establecido un nuevo sistema de ingeniería del genoma CRISPR como viable en las plantas por primera vez: CRISPR-Cas12b. CRISPR a menudo se considera una tijera molecular utilizada para la mejora de precisión para cortarADN para que cierto rasgo pueda ser eliminado, reemplazado o editado. La mayoría de las personas que conocen CRISPR probablemente piensen en CRISPR-Cas9, el sistema que lo inició todo. Pero Qi y su laboratorio están constantemente explorando nuevas herramientas CRISPR que son más efectivas, eficiente y sofisticado para una variedad de aplicaciones en cultivos que pueden ayudar a frenar enfermedades, plagas y los efectos de un clima cambiante. Con CRISPR-Cas12b, Qi presenta un sistema en plantas que es versátil, personalizable y, en última instancia, proporciona eficaciaedición de genes, activación y represión, todo en un sistema.
"Esta es la primera demostración de este nuevo sistema CRISPR-Cas12b para la ingeniería del genoma de las plantas, y estamos entusiasmados de poder llenar huecos y mejorar sistemas como este a través de nuevas tecnologías", dice Qi. "Queríamos desarrollar unpaquete completo de herramientas para que este sistema muestre lo útil que puede ser, por lo que nos enfocamos no solo en la edición, sino también en desarrollar métodos de represión y activación genética ".
Es este conjunto completo de métodos que finalmente ha faltado en otros sistemas CRISPR en plantas. Los dos sistemas principales disponibles antes de este documento en plantas fueron CRISPR-Cas9 y CRISPR-Cas12a. CRISPR-Cas9 es popular por su simplicidad y porreconociendo secuencias de ADN muy cortas para hacer sus cortes en el genoma, mientras que CRISPR-Cas12a reconoce una secuencia de selección de ADN diferente y permite cortes escalonados más grandes en el ADN con complejidad adicional para personalizar el sistema. CRISPR-Cas12b es más similar a CRISPR-Cas12acomo sugieren los nombres, pero nunca hubo una gran capacidad para proporcionar la activación de genes en plantas con este sistema. CRISPR-Cas12b proporciona una mayor eficiencia para la activación de genes y el potencial de sitios de orientación más amplios para la represión de genes, lo que lo hace útil en casos donde la expresión genéticade un rasgo debe activarse / activarse activación o desactivarse / desactivarse represión.
"Cuando las personas piensan en CRISPR, piensan en la edición del genoma, pero de hecho CRISPR es realmente un sistema complejo que le permite apuntar, reclutar o promover ciertos aspectos que ya están en el ADN", dice Qi. "Puede regular la activacióno la represión de ciertos genes usando CRISPR no como una herramienta de corte, sino como una herramienta de unión para atraer activadores o represores para inducir o suprimir rasgos ".
Esta capacidad le da a CRISPR-Cas12b una ventaja sobre CRISPR-Cas12a, particularmente cuando el objetivo es la activación de genes. Además, el sistema retiene todos los aspectos positivos que eran inherentes a CRISPR-Cas12a para las plantas, incluida la capacidad de personalizar cortes y regulación de genesen una amplia gama de aplicaciones. De hecho, Qi y su laboratorio incluso pudieron reutilizar el sistema CRISPR-Cas12b para la edición del genoma multiplexado, lo que significa que puede apuntar simultáneamente a múltiples genes en un solo paso.
"La complejidad adicional permite la orientación de efectores más específicos u otros para la activación de genes, la represión o incluso los cambios epigenéticos", dice Qi. "Este sistema es más versátil porque podemos jugar con más modificaciones, más dominios y, por lo tanto, hay másoportunidades para diseñar todo el sistema. Solo cuando tienes este tipo de sistema híbrido con más complejidad obtienes las capacidades de edición y activación de genes más robustas ".
El trabajo inicial para CRISPR-Cas12b completado en este documento se realizó en arroz, que ya es un cultivo mundial importante. Sin embargo, Qi y su laboratorio esperan explorar más sistemas para mejorar y mejorar aún más la ingeniería del genoma de las plantas, incluido el desarrollo de aplicaciones paracultivos adicionales.
"Este tipo de tecnología ayuda a aumentar el rendimiento de los cultivos y alimentar de manera sostenible a una población en crecimiento en un mundo cambiante. Al final, estamos hablando de un amplio impacto y alcance público, porque necesitamos cerrar la brecha entre lo que los investigadores están haciendo y cómoesos impactos afectan al mundo ", subraya Qi.
Este trabajo está financiado por la National Science Foundation NSF Award No. IOS-1758745 y el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos USDA-NIFA Award No. 2018-33522-28789.
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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