Chỉnh sửa gen lúa mì, lúa nước và bắp
Nguồn: Chao He, Hao Liu, Dijun Chen, Wen-Zhao Xie, Mengxin Wang, Yuqi Li, Xin Gong, Wenhao Yan, Ling-Ling Chen. 2021. CRISPR-Cereal: a guide RNA design tool integrating regulome and genomic variation for wheat, maize and rice. Plant Biotechnology Journal; First published: 26 July 2021; https://doi.org/10.1111/pbi.13675
Hệ thống CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeat) kết hợp với protein (Cas) là tiến bộ có tính chất cách mạng trong nông nghiệp hiện đại. Trong hệ thống này, một trình tự guide tương thích với với một phân tử Dna đặc biệt nào đó trong hệ gen được đặt trước một phân tử synthetic RNA có một trình tự khung (scaffold sequence) rất cần cho gắn kết với Cas để hình thành nên cái gọi là guide RNA (gRNA). Phức hợp gRNA/Cas gắn vớiphân tử DNA chủ đích, chứa PAM (protospacer adjacent motif) thông qua base-paring và phát sinh ra double-strand break (DSB) bởi protein mang tên Cas. Đột biến mới sẽ được tạo nên khi DSB không thể sửa lỗi hoàn toàn. Trong những biến thể của Cas (variants), Cas9 và Cas12a (còn được gọi là Cpf1) là hai enzyme nucleases chủ lực, với hiệu quả chỉnh sửa gen rất cao. NGG (N = A, T, G hoặc C) đối với SpCas9 của vi khuẩn Streptococcus pyogenes, TTTN đối với Cpf1 của Acidaminococcus hoặc Lachnospiraceae, rất cần thiết để men nuclease sản sinh ra DSBs. Hiệu quả của CRISPR-Cas được xác định chủ yếu bởi trình tự của grna và tình trạng chromatin tại vùng đích. Guide RNA trực tiếp hướng tới CRISPR-Cas để chỉnh sửa gen đích (on-target) và Cas protein gắn vào đó để mở chromatin với ái lực cao hơn (higher affinity) nhằm tạo ra hiệu quả cao hơn. Thêm vào đó, đa hình nucleotide của guide sequence ảnh hưởng lớn đến hiệu quả chỉnh sửa gen. Hiện nay, một số công cụ thiết kế CRISPR gRNA đã và đang được phát triển nhưng rất khó có những thông tin nhiều hơn về base-paring. Công cụ thiết kế grna nhanh chóng scans hệ gen đối với vùng on-targets và vùng off-targets, xem xét cách tiếp cận với chromatin và chỉ thị SNPs ở tại vùng đích đến là yêu cầu rất cao, đặc biệt cây lúa mì có hệ gen khổng lồ. Tóm lại, CRISPR-Cereal tích hợp thông tin mang tính chất regulome và xem xét SNPs tại vùng có gRNAs ứng cử viên để nâng cao độc chính xác phục vụ chỉnh sửa gen hiệu quả cao cho cây lúa mì, lúa nước và cây bắp.
Xem: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.13675
Thiết kế gRNA trong hệ thống CRISPR-Cereal.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét