CRISPR-бобы

Бобы считаются наиболее широко потребляемыми бобовыми, обладая высокой пищевой ценностью и уникальной «суперспособностью» восстанавливать запасы азота в почве. Благодаря этому растение снижает потребность в азотных удобрениях и сокращает загрязнение окружающей среды. Однако исследования по выявлению конкретных генов, отвечающих за азотфиксацию, сталкиваются со сложностью: фасоль устойчива к традиционной генетической трансформации и трудно поддаётся получению требуемых мутантов.
CRISPR-бобы
Изображение носит иллюстративный характер

Группа из Университета Кордовы под руководством Хосефы Муньос Аламильо и Кристины Марии Лопес предприняла попытку разобраться в том, как фасоль перерабатывает пуриновые нуклеотиды. Их внимание сосредоточилось на аденине — одном из пяти азотистых оснований, который особенно важен для формирования клубеньков и усвоения азота в корнях. Учёные выявили четыре почти одинаковые копии одного фермента, ответственного за «переработку» аденина, по имени аденинфосфорибозилтрансфераза (APRT).

Каждая из четырёх копий APRT выполняет сходную по смыслу задачу, однако исследователи предположили, что среди них есть отличия. Традиционная генная инженерия не позволяла выбрать одну копию и «выключить» остальные, чтобы изучить её роль в отдельности. Ситуацию спас метод CRISPR/Cas9, который по праву заслужил Нобелевскую премию по химии в 2020 году как «генетические ножницы».

С помощью CRISPR/Cas9 учёные впервые создали два функциональных мутанта фасоли, в которых нарушена работа разных копий APRT. Один из мутантов продемонстрировал непосредственное влияние фермента на утилизацию аденина, тогда как второй внёс ясность в регуляцию цитокининов, контролирующих рост корней и формирование клубеньков. Полученные результаты подтвердили, что гены дублируют несколько функций, но каждый сохраняет уникальную специализацию.

Анализы показали, что одна копия APRT активна в хлоропластах, обеспечивая связь с фотосинтетическими процессами, а другая — в цитозоле, что указывает на разные пути метаболизма аденина. Эти данные помогли сделать важный шаг к более точному пониманию роли фермента в формировании клубеньков и регуляции азотфиксации.

Изучение было опубликовано в Journal of Experimental Botany как наиболее глубокое на сегодняшний день исследование метаболизма аденина в бобовых. Итоги работы показали, что даже схожие фрагменты ДНК могут выполнять нетривиальные функции и влиять на способность фасоли лучше усваивать азот. Кроме того, применение CRISPR/Cas9 подтвердило потенциал этого метода для изучения и улучшения сельскохозяйственных культур с труднодоступными генами.

Ученые планируют продолжать опыты и проанализировать оставшиеся две копии APRT, предполагая, что те могут участвовать в регуляции роста корней и увеличивать устойчивость фасоли к засухе. Широкие перспективы открывают возможность целенаправленно укреплять важные характеристики этого растения при помощи всё тех же «генетических ножниц» и, возможно, добиваться ещё более эффективной азотфиксации.


Новое на сайте

20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси? 20853В Индии имя звонящего появится на экране вместе с номером 20852Как проверить готовность команды к звонку с клонированным голосом? 20851Уязвимости MarkLogic: делегированные права могли открыть путь к администраторскому...
Ссылка