Con el objetivo de reducir el tiempo y el coste que se necesitan para llevar un cultivo mejorado al mercado y mejorar la sostenibilidad de la agricultura, la investigación realizada en el laboratorio de Keith Slotkin, Ph.D., y sus colegas en el Plant Transformation Facility del Donald Danforth Plant Science Center, se publicó recientemente en la revista Nature .
por el Centro de Ciencias Vegetales Donald Danforth
La publicación » Transposase-assisted target site integration for efficient plant genome engineering » se centra en la tecnología denominada TATSI (Transposase-Assisted Target Site Integration), que utiliza elementos transponibles para integrar ADN personalizado en sitios específicos de los genomas de las plantas.
La tecnología TATSI aprovecha más de dos mil millones de años de evolución de elementos transponibles de plantas, que funcionan naturalmente como máquinas moleculares perfeccionadas para insertar ADN en el genoma . La integración del sitio objetivo de alta frecuencia y alta precisión del ADN personalizado en genomas de plantas permite una producción más rápida y menos costosa de plantas editadas genéticamente para abordar los desafíos globales en la agricultura, el clima y el medio ambiente.
Un obstáculo crítico en la mejora de los cultivos modernos es la integración de ADN extraño en el genoma de la planta, de baja frecuencia y propensa a errores, lo que dificulta los métodos de edición genómica para la mejora de los cultivos. El sistema CRISPR/Cas funciona como un par de «tijeras» moleculares para cortar el genoma e introducir cambios específicos en el ADN. Pero los métodos actuales carecen de formas sólidas de agregar ADN personalizado de manera precisa y eficiente en esos sitios editados.
La tecnología TATSI aprovecha la característica de «pegamento» molecular de los elementos transponibles para proporcionar una edición personalizada del genoma de «cortar y pegar» cuando se combina con CRISPR/Cas. La combinación «tijeras + pegamento» permite un aumento de orden de magnitud en la tasa de integración específica del ADN en los genomas de las plantas , lo que permite una mejora personalizada de las plantas mediante la adición de rasgos importantes como resistencia a virus, niveles elevados de nutrientes o mejor aceite. composición.
La investigación sobre TATSI comenzó en 2019 tras el evento «Conversaciones: Grandes Ideas 2.0» del Centro Danforth, una competición en la que un equipo de Slotkin propuso aprovechar el poder de los elementos transponibles para la mejora de cultivos. A menudo denominados «ADN basura», los elementos transponibles comprenden más del 70% del genoma del maíz.
Utilizando la enzima denominada «transposasa», codificada por ciertos elementos transponibles, la gran idea era crear una nueva herramienta de edición del genoma que permitiera desarrollar una amplia variedad de nuevos rasgos de forma más rápida, mejor y más barata. El equipo de Slotkin ganó el concurso y recibió capital inicial para iniciar su investigación.
Más información: Keith Slotkin, Integración de sitios diana asistida por transposasa para ingeniería eficiente del genoma vegetal, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07613-8 . www.nature.com/articles/s41586-024-07613-8
