Con la ayuda de las tijeras moleculares CRISPR/Cas, la información genética en una planta puede modificarse para hacerla más robusta frente a plagas, enfermedades o condiciones climáticas extremas. Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT ahora han desarrollado estemétodo adicional para eliminar el ADN completo de tipos de células específicas y, por lo tanto, prevenir su formación durante el desarrollo de la planta. Esto también ayudará a los científicos a comprender mejor los mecanismos de desarrollo en las plantas. Los hallazgos se presentan en Comunicaciones de la naturaleza.
Por medio de tijeras moleculares, el ADN, el portador de la información genética, puede modificarse en las plantas. Hasta ahora, el método CRISPR/Cas, desarrollado conjuntamente en plantas por el profesor Holger Puchta, biólogo molecular del Instituto Botánico de KIT, haya se ha utilizado para insertar, intercambiar o combinar genes específicamente. El objetivo es aumentar la resistencia de la planta a las enfermedades y los impactos ambientales. CRISPR siglas de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/Cas son tijeras moleculares que pueden reconocer y cortar específicamente secuencias de ADN"Llevamos 30 años estudiando tijeras moleculares para uso vegetal. Al principio, las aplicábamos para modificar genes individuales. Hace dos años, fuimos los primeros en todo el mundo en reestructurar cromosomas completos", dice Puchta.pionero de la edición del genoma recibió dos veces la Subvención Avanzada del Consejo Europeo de Investigación ERC. "Pudimos optimizar este método. Con CRISPR-Kill, hemos alcanzado ahora un nivel completamente nuevonivel de desarrollo: Podemos eliminar ciertos tipos de células vegetales y prevenir la formación de órganos específicos de plantas."
Eliminación de raíces y pétalos secundarios con CRISPR-Kill
Los experimentos realizados por los científicos se concentraron en raíces secundarias y pétalos de la planta modelo thale cress Arabidopsis thaliana. "Estos son ejemplos clásicos en biología. Aquí, conocemos el programa genético y los tipos de células que son importantes para laformación de estos órganos vegetales", explica el biólogo molecular. Después de la eliminación de estas células, las plantas CRISPR-Kill ya no formaron pétalos ni raíces secundarias, mientras que las plantas de control exhibieron un crecimiento normal.
A diferencia de otros métodos que eliminan las células con citotoxinas o radiación láser, CRISPR-Kill induce múltiples cortes en el genoma. Un genoma consta de una determinada cantidad de cromosomas, en los que los genes individuales se organizan en un orden fijo. "Hasta ahora,CRISPR/Cas ha apuntado exactamente a una ubicación y ha cortado una o dos veces para modificar un gen o un cromosoma", dice Puchta. "Ahora, hemos reprogramado nuestras tijeras moleculares. Ya no abordan el ADN genómico solo una vez, sino que apuntan en elrespectivo tipo de célula para una secuencia que se encuentra a menudo en el genoma y que es esencial para la supervivencia de la célula. De esta manera, se inducen muchos cortes al mismo tiempo, demasiados para que la célula los repare. La célulamorir."
Mejor comprensión de los procesos de desarrollo en las plantas
El trabajo de los investigadores del KIT se puede clasificar como investigación fundamental. "Al estudiar qué sucede cuando se elimina un determinado tipo de células, aprendemos más sobre los procesos de desarrollo en las plantas. ¿Cómo reacciona la planta? ¿Qué tan flexible es la planta durante¿Podemos eliminar partes de las plantas que no son necesarias en la agricultura, por ejemplo? ", agrega Puchta. A largo plazo, la producción de alimentos y las aplicaciones farmacéuticas podrían beneficiarse de esta tecnología cuando se evita que la planta forme células que produzcan toxinas,por ejemplo, además, la tecnología podría aplicarse en organismos multicelulares para la modificación específica de tejidos.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruher KIT. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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