У рису і ріпаку вимкнули гени чоловічої стерильності

09.07.2019, Служба новин ІАС "Аграрії разом"
У рису і ріпаку вимкнули гени чоловічої стерильності Рис.1
Фото: із відкритих джерел

Японські вчені відредагували мітохондріальний геном рису і ріпаку. За допомогою білків mitoTALEN вони вимкнули у рослин гени, що призводять до цитоплазматичної чоловічої стерильності. Отримані рослини були здатні до самозапилення.

Результати дослідження опубліковані в Nature Plants.

Мітохондрії мають свій геном, представлений кільцевою молекулою ДНК. У рослин він в сотні разів більший, ніж у тварин, в ньому знаходяться важливі гени, продукти яких беруть участь у метаболізмі і синтезі білків в мітохондріях. Він більш різноманітний, так як містить безліч повторів, які забезпечують рекомбінацію. Геном мітохондрія клітин тварин вдалося змінити за допомогою mitoTALENs - білків, котрі специфічно дізнаються послідовність мітохондріальної ДНК і вносять в неї розрив.Тем не менше, до сих пір не було можливості редагувати геном рослинних мітохондрій для більш докладного вивчення функцій їх генів.

Цитоплазматична чоловіча стерильність (ЦЧС) - явище порушення формування пилку у рослин. Воно використовується для отримання гібридів першого покоління в сільському господарстві - ЦЧС одного з батьківських рослин потрібна для запобігання самозапиленню. Причиною ЦЧС назвали мутації в генах мітохондрій, проте цьому твердженню не вистачало молекулярних підтверджень.

Так як результат видалення основних мітохондріальних генів може призвести до знищення рослини, дослідники під керівництвом Шин-ічі Арімури (Shin-ichi Arimura) з Токійського університету вирішили випробувати редагування генів, що відповідають за виникнення ЦЧС: ген orf79 рису і orf125 ріпаку. Вони сконструювали білки mitoTALEN, які дізналися послідовність або всередині, або поруч з досліджуваним геном, і ввели їх в клітини калусних тканин за допомогою агробактерій.

Полімеразна ланцюгова реакція підтвердила повну відсутність аналізованих генів у частині отриманих дорослих рослин. Автори статті також провели секвенування ділянок, показавши, що відновлення двухниткових розривів, внесених mitoTALEN, пройшло за допомогою гомологичної рекомбінації. Для цього варіанту репарації характерно менше число помилок, ніж для негомологічних з'єднання кінців. Отримані рослини були здатні до самозапилення - редагування генів вилікувало ЦЧС.

Також читайте:

Джерело: 
www.nature.com.
Читайте більше новин з розділів: 
Наука, інновації Усі новини
Дізнавайтесь першими найсвіжіші агрономічні новини України та світу на нашій сторінці в Facebook, Twitter Telegram.

Коментарі та відгуки