キメラタンパク質はトランスジェニックコムギの再生を改善しました

ビデオ: キメラタンパク質はトランスジェニックコムギの再生を改善しました

ビデオ: Der Krater (Sub: EN, FR, IT, ESP, JPN) 2022, 12月
キメラタンパク質はトランスジェニックコムギの再生を改善しました
キメラタンパク質はトランスジェニックコムギの再生を改善しました
Anonim
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コントロールグループおよびGRF4– GIF1 / CRISPR – Cas9 – gRNA –Qコンストラクトで形質転換されたグループのカルス組織からのシュートの再生

アメリカの研究者は、遺伝子組換え植物の中でキメラタンパク質GRF4-GIF1を発現させることにより、遺伝子組換え植物の再生の効率と速度を大幅に向上させました。得られたコムギ導入遺伝子は、新芽の成長に外因性サイトカイニンを必要とせず、既製の植物を1.5倍以上速く得ることができます。作業の結果は、ジャーナルNatureBiotechnologyに掲載されました。

多くの成功したトランスジェニック植物の品種にもかかわらず、遺伝子工学者はまだ新しいものを作成するのに困難に直面しています。重要な問題は、カルス細胞が分化せず、その結果、植物全体の再生が起こらないために、いくつかの植物の形態形成の可能性が低いことです。

Jorge Dubcovskyが率いるカリフォルニア大学の研究者チームは、全能性細胞の分化を調節するタンパク質の発現を増加させることにより、この問題を解決しようとしました。彼らは、ホロ精子と被子植物の間で高度に保存された転写因子GRF(成長調節因子)とその補因子GIF(GRF相互作用因子)のファミリーに注目を集めました。科学者たちは小麦(Triticum aestivum)を実験して、そこに存在する同族体であるGRF4とGIF1を選択しました。

著者らは、カルス細胞の分化と増殖を積極的に誘導するのはGRF-GIF複合体であるため、小麦で短いスペーサーを使用したGRF4-GIF1キメラタンパク質の過剰発現が効果的な解決策になると示唆しました。実験では、アグロバクテリウムを使用した科学者は、キメラGRF4 – GIF1(およびGRF4とGIF1を別々のタンパク質として)の発現をコードするベクターを使用して、4倍体コムギ品種Kronosの未熟胚を形質転換しました。対照条件では、研究者は「空の」ベクターを使用しました(つまり、標的遺伝子を含まない)

科学者たちは、GRF4-GIF1を使用したカルスから、新しいシュートに効率的に分化するだけでなく、(標準プロトコルで規定されているものとは異なり)外因性サイトカイニン(シュート誘導物質)を追加する必要がないことに気づきました。

これを検証するために、研究者らは、外因性サイトカイニンを添加せずに、培地中の野生型小麦(26個)およびGRF4-GIF1の変異体(27個)の未熟胚からカルス組織を取得しました。導入遺伝子の再生の平均効率は、野生型植物の組織の平均効率(11.5%)よりも大幅に高い(77.8%)ことが判明しました。

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外因性サイトカイニンを添加せずに培地上でキメラGRF4-GIF1タンパク質を発現する未成熟野生型コムギ胚芽(左)およびトランスジェニックコムギ由来のカルス

形態形成の可能性が低い植物を形質転換するためのGRF4-GIF1の適合性をテストするために、科学者はCRISPR / Cas9を使用して植物のゲノムを編集し、キメラタンパク質GRF4-GIF1を発現させました。このために、未熟な小麦胚芽に、GRF4-GIF1およびCas9タンパク質とガイドRNAをコードするベクターを運ぶアグロバクテリウムを接種しました。

コムギのQ(AP2L-A5)遺伝子は、この遺伝子をノックアウトした植物が特徴的な表現型を持っているため、アグロバクテリウムの標的になりました。 「空の」ベクターを含むアグロバクテリウムを接種した未熟胚を再び対照として使用した。

再生の効率は93.7パーセントに達し(32の接種された胚あたり30のトランスジェニック植物)、表現型と遺伝子型の結果として生じる植物は、ノックアウトQを持つ突然変異体タイプに対応します。

記載されているシステムは、再生の効率を真剣に心配する必要なしに、遺伝子工学者が新しいトランスジェニック植物品種を作成する作業をスピードアップし、大幅に促進することができます。研究の著者は、GRF4-GIF1システムに対する同僚の関心について報告しました。明らかに、近い将来、多種多様な植物種と品種で新しい結果の波が期待できるようです。

トランスジェニック植物の作成は、遺伝子工学の人気のある分野のままです。少し前まで、ロシアの科学者は菌類の発光システムをタバコ植物に統合することに成功し、植物の生化学と生理学を研究するための強力なツールだけでなく、美しさのためにも作成しました。

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