en una nueva publicación en Comunicaciones de la naturaleza , profesor asociado de Ciencias Vegetales en la Universidad de Maryland Yiping Qi continúa innovando en la edición e ingeniería del genoma en plantas, con el objetivo final de mejorar la eficiencia de la producción de alimentos. Su trabajo reciente aporta seis variantes novedosas de CRISPR-Cas12a que hannunca antes se había probado en plantas, probándolos primero en arroz como un cultivo mundial importante. Además de permitir un alcance mucho más amplio de posibles objetivos de edición de genes, estas nuevas herramientas pueden editar muchos sitios diferentes en el genoma a la vez, o incluso reprimirexpresión genética para atenuar rasgos indeseables. Estas herramientas con patente pendiente amplían enormemente el alcance de lo que CRISPR-Cas12a puede hacer en las plantas, lo que puede ayudar a producir alimentos de manera más eficaz para alimentar a una población mundial en crecimiento.
"Estamos entusiasmados con este artículo porque hemos contribuido con dos avances importantes", dice Qi. "Primero, informamos sobre múltiples herramientas Cas12a con capacidades de edición del genoma en plantas por primera vez, y encontramos una [Mb2Cas12a] queamplía enormemente el rango de orientación de Cas12a. En segundo lugar, hemos desarrollado un sistema muy eficiente que puede editar muchos sitios diferentes a la vez [edición multiplexada], y que nos permite editar 16 genes diferentes en el arroz en una sola generación ".
Como explica Qi, Cas12a como otros sistemas CRISPR se ha vinculado típicamente a apuntar a una secuencia corta específica de ADN conocida como secuencia PAM. La secuencia PAM es lo que los sistemas CRISPR suelen usar para identificar dónde posiblemente hacer sus cortes moleculares enADN. Sin embargo, la nueva variante de Mb2Cas12a introducida por Qi funciona bajo requisitos de PAM relajados, ampliando el alcance de lo que se puede apuntar para editar como lo hizo recientemente el laboratorio de Qi para CRISPR-Cas9.
Además de este descubrimiento, el sistema de edición multiplexado introducido para Cas12a en plantas proporciona estrategias específicas para editar de manera eficiente varios sitios en todo el genoma de una sola vez. Para esta prueba de concepto, el equipo de Qi primero apuntó a seis sitios diferentes en el genomapara mejorar el rendimiento del arroz y la resistencia a las enfermedades. Pero cuando esto tuvo éxito, el equipo no se detuvo allí.
"Quería agregar más objetivos para ver si hay algún límite", explica Qi. "Así que añadimos 10 más e intentamos apuntar a 16 sitios, y descubrimos que en casi todos los cromosomas de arroz, teníamos una eficiencia asombrosamente altacon todos los sitios editados a la vez en una generación. Y eso ni siquiera representa necesariamente el límite superior, pero es la mayor cantidad de genes en una planta que se haya registrado como editado todos a la vez en una generación para Cas12a."
Este sistema tiene implicaciones importantes para la reproducción de precisión y la eficiencia de la producción de alimentos, dice Qi. "Para la reproducción de precisión, la cantidad de genes que puede editar a la vez es realmente importante en la práctica porque puede apuntar a casi cualquier cosa y realmente adaptar el producto. Nosotrosrendimiento y resistencia a enfermedades específicas, pero puede agregar más características como eficiencia en el uso de nitrógeno, características de resiliencia climática como tolerancia a la temperatura, y más. Es un sistema realmente robusto ".
Qi está trabajando actualmente para examinar los efectos de la edición de más genes a la vez con requisitos más relajados del sitio objetivo. Pero además de estas contribuciones, este documento también demostró la utilidad de Cas12a como represor sintético de genes en la planta modelo.Arabidopsis como otra herramienta para la ingeniería del genoma.
"Puede regular la activación o represión de ciertos genes utilizando CRISPR no como una herramienta de corte, sino como una herramienta de unión para atraer activadores o represores para inducir o suprimir la expresión génica para diseñar rasgos deseables. En este caso, Cas12a está actuandocomo pegamento, no como tijeras. Utiliza una forma inactivada de Cas12a para inactivar la expresión de otros genes. Es una gran herramienta nueva para la industria y para futuras investigaciones ".
El trabajo futuro ampliará estas herramientas del arroz y Arabidopsis, y en todo tipo de plantas y cultivos. "Este tipo de tecnología ayuda a aumentar el rendimiento de los cultivos y alimenta de manera sostenible a una población en crecimiento en un mundo cambiante", dice Qi.muy complacido de continuar expandiendo los impactos de las tecnologías CRISPR ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Original escrito por Samantha Watters. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :