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Actualización para CRISPR / Cas: los investigadores eliminan varios genes en plantas a la vez

Actualización para CRISPR / Cas: los investigadores eliminan varios genes en plantas a la vez
En su trabajo, los investigadores utilizaron marcadores para distinguir entre diferentes semillas de plantas. No se puede ver ninguna diferencia a simple vista. Sin embargo, bajo la luz ultravioleta, las semillas transgénicas aparecen rojas, las semillas no transgénicas verdes. (imagen de la izquierda) Crédito: Jessica Lee Erickson

Usando una versión mejorada de la herramienta de edición de genes CRISPR / Cas9, los investigadores eliminaron hasta doce genes en plantas de un solo golpe. 


por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg


Hasta ahora, esto solo había sido posible para uno o pequeños grupos de genes. El enfoque fue desarrollado por investigadores de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) y el Instituto Leibniz de Bioquímica Vegetal (IPB). El método facilita la investigación de la interacción de varios genes. El estudio apareció en The Plant Journal .

La herencia de rasgos en las plantas rara vez es tan simple y directa como describió Gregor Mendel. El monje, cuyos experimentos en el siglo XIX sobre la herencia de rasgos en los guisantes sentaron las bases de la genética, de hecho tuvo suerte. «En los rasgos que estudió Mendel, se aplicó la regla de que sólo un gen determina un rasgo específico, por ejemplo, el color de los guisantes», dice el genetista de plantas Dr. Johannes Stuttmann del Instituto de Biología de MLU. Según el investigador, las cosas suelen ser mucho más complicadas. 

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Con frecuencia hay diferentes genes que, a través de su interacción entre sí, dan como resultado ciertos rasgos o son parcialmente redundantes, en otras palabras, dan como resultado el mismo rasgo. En este caso, cuando solo uno de estos genes está desactivado, los efectos no son visibles en las plantas.

Los científicos de MLU e IPB ahora han desarrollado una forma de estudiar este complejo fenómeno de una manera más específica mediante la mejora de CRISPR / Cas9. Estas herramientas de edición de genes se pueden utilizar para cortar el ADN de organismos en sitios específicos. El equipo se basó en el trabajo del biólogo Dr. Sylvestre Marillonnet, quien desarrolló un bloque de construcción optimizado para el sistema CRISPR / Cas9 en el IPB. 

«Este bloque de construcción ayuda a producir significativamente más enzima Cas9 en las plantas, que actúa como una tijera para el material genético.», explica Stuttmann. Los investigadores agregaron hasta 24 ARN guía diferentes que guían la enzima tijera a las ubicaciones deseadas en el material genético. Los experimentos con el berro (Arabidopsis thaliana) y la planta de tabaco silvestre Nicotiana benthamiana demostraron que el enfoque funciona.

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Arriba a ocho genes podrían desactivarse simultáneamente en las plantas de tabaco, mientras que, en el thale berro , hasta doce genes podrían desactivarse en algunos casos. Según Stuttmann, este es un avance importante: «Hasta donde yo sé, nuestro grupo ha sido el primero en abordar con éxito tantos genes diana a la vez. Esto puede permitir superar la redundancia de genes ”, dice el biólogo.

Hasta ahora, crear múltiples mutaciones era un proceso mucho más complejo. Las plantas tuvieron que criarse en etapas con una sola mutación cada una y luego cruzarse entre sí. «Esto no solo requiere mucho tiempo, tampoco es posible en todos los casos», dice Stuttmann. 

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El nuevo enfoque desarrollado en la MLU y la IPB supera estas desventajas y podría resultar un método de investigación más eficiente. En el futuro, también será posible probar combinaciones aleatorias de varios genes para identificar redundancias. Solo en el caso de cambios notables en los rasgos de la planta, sería necesario analizar específicamente el material genético de las nuevas plantas.



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