Con el objetivo de reducir el tiempo y el costo de llevar un cultivo mejorado al mercado, Keith Slotkin, Ph.D., y sus colegas en el laboratorio de la Instalación de Transformación de Plantas del Centro de Ciencias Vegetales Donald Danforth llevaron a cabo la investigación que se publicó recientemente. En revista científica La naturaleza. La publicación, “Transpose Assisted Target Site Integration for Efficient Plant Genome Engineering”, se centra en una tecnología llamada TATSI (Transpose Assisted Target Site Integration), que utiliza transposasa para integrar ADN personalizado en sitios específicos del genoma de la planta.
La tecnología TATSI aprovecha más de dos mil millones de años de evolución de elementos transponibles de plantas, que funcionan naturalmente como máquinas moleculares estándar para insertar ADN en el genoma. La integración del sitio objetivo de alta frecuencia y alta precisión de ADN personalizado en genomas de plantas permite una producción rápida y de bajo costo de plantas modificadas genéticamente para abordar los desafíos globales en la agricultura, el clima y el medio ambiente.
Un obstáculo importante para la mejora moderna de los cultivos es la integración de ADN extraño en los genomas de las plantas, de baja frecuencia y propensa a errores, lo que dificulta los enfoques 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 métodos sólidos para incorporar de manera precisa y eficiente ADN personalizado en estos sitios modificados. La tecnología TATSI aprovecha la característica de “pegamento” molecular de los elementos transponibles para proporcionar una edición personalizada del genoma de “cortar y pegar” en combinación con CRISPR/Cas. La combinación “tijeras + pegamento” permite un aumento de orden de magnitud en la tasa de integración del ADN objetivo en el genoma de la planta, lo que permite rasgos importantes como la resistencia a los virus, los niveles de nutrientes o la mejora del rendimiento de aceite. Las adiciones permiten una mejora personalizada de las plantas. . mezcla
La investigación sobre TATSI comenzó en 2019 en el “Conversaciones: Grandes Ideas 2.0“, una competencia en la que un equipo de Slotkin propuso aprovechar el poder de los elementos transponibles para mejorar los cultivos. A menudo denominados “ADN basura”, los elementos transponibles constituyen el 70 por ciento del maíz. Codificado por unos pocos elementos transponibles, la gran idea Era una nueva herramienta de edición del genoma que permitía crear una variedad de nuevos rasgos de forma más rápida, mejor y más barata. Podría ser que el equipo de Slotkin ganara el concurso y recibiera dinero inicial para comenzar su investigación.
Desde entonces, el laboratorio Slotkin recibe financiación para la investigación de Bayer Crop Science y de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF). Más inversión del Centro Danforth Prueba de concepto Los premios y NSF dieron como resultado prototipos y desarrollo precomercial. “Nacido de Grandes ideas 2.0 competencia, este proyecto cambió la dirección de la investigación que hacemos hoy y en el futuro”, dijo Slotkin. “Este es un verdadero testimonio de la actitud más amplia de ‘enfoque en el impacto’ del Centro Danforth”.
