CRISPR/CAS, ОСНОВАННУЮ НА ВИРУСНОМ ВЕКТОРЕ ДЛЯ РЕДАКТИРОВАНИЯ ГЕНОМА РАСТЕНИЙ

Аннотация

Геномное редактирование с использованием CRISPR-Cas9 стало мощным инструментом в современной биотехнологии, позволяющим точно изменять геномные последовательности различных организмов. В биологии растений CRISPR-Cas9 технология приобретает особую важность, поскольку позволяет эффективно модифицировать геномы растений с целью улучшения сельскохозяйственных культур и разработки новых сортов с желаемыми свойствами. Целью исследования является разработать генетическую систему CRISPR/Cas, основанную на вирусном векторе для редактирования генома растений. Введение CRISPR-Cas9 геномного редактирования в растениях на основе вирусных векторов предлагает значительный потенциал для улучшения сельскохозяйственных культур и решения проблем, связанных с устойчивостью к болезням, климатическим изменениям и питательным свойствам растений. Для получения транзиентной экспрессии Cas9 в растениях использован плазмид pKSE401, которые содержат нуклеазу содержащие spCas9 с оптимизированным кодоном кукурузы под управлением промотора 35S для экспрессии в растительной ткани. Дизайн направляющих РНК для гена PDS проводилось в программе CRISPR-P-2.0 и CRISPOR. Для получения референсных генов использовалась база Sol Genomics Network (SGN) и валидация последовательностей проводилась путем выравнивания с помощью Blast-Nucleotide. Направляющие РНК были «вшиты» в плазмиду методом GoldenGate клонирования.  Проведен анализ экспрессии Cas9 в вирусном векторе в растениях Nicotiana benthamiana L. Результаты работы, основанной на использовании системы CRISPR-Cas9 и вирусных векторов для редактирования генома растений, обладают высокой конкурентоспособностью по сравнению с известными аналогами в Казахстане и мире. Данный подход обеспечивает точность, эффективность и гибкость внесения изменений в геномы растений, превосходя традиционные методы селекции и другие технологии редактирования генома.