Tiến hành knockout gen OsKCS11 nhờ hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 trong cây lúa cho thấy tương tác đầy tiềm năng giữa chuỗi rất dài acid béo và cytokinin

 Tiến hành knockout gen OsKCS11 nhờ hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 trong cây lúa cho thấy tương tác đầy tiềm năng giữa chuỗi rất dài acid béo và cytokinin

Nguồn: Jianping Zhou, Rui Pang, Yangshuo Han, Yachong Guo, Yibo Wang, Hongjun Yang, Wei Wang, Xinxuan Fu, Rui Zhang, Xuelian Zheng, Tao Zhang, Yong Zhang, Quan Wang. 2025. CRISPR-Cas9-mediated knockout of OsKCS11 in rice reveals potential crosstalk between very-long-chain fatty acids and cytokinin. Plant Journal; 13 May 2025; Volume 122, Issue 3; https://doi.org/10.1111/tpj.70208

Acid béo có chuỗi rất dài VLCFAs (very-long-chain fatty acids) đóng vai trò quan trọng trong nhiều tiến trình sinh lý học của cây. Kết quả nghiên cứu này dựa trên đột biến có chủ đích nhờ thư viện “knockout mutant” cây lúa thông qua hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9, tác giả xác định được một đột biến nửa lùn là CRISPR-Cas-based dwarf-1 (csd-1). Đột biến này biểu thị nhiều khuyết điểm trong phát triển, ví dụ chiều cao cây giảm, dài bông lúa giảm, kích thước hạt giảm, và mật độ đóng hạt cũng giảm. kết quả “whole-genome resequencing” cho thấy có một đảo đoạn “T-nucleotide” trong “β-ketoacyl-CoA synthase 11” (KCS11), chịu trách nhiệm bước đầu tiên trong tiến trình kéo dài chuỗi acid béo, biểu hiện những khiếm khuyết quan sát thấy ở csd-1. Nhận dạng csd-1 được xác định nhờ thông tin bổ sung di truyền và knockout trên cơ sở CRISPR-Cas9. Phân tích biểu hiện gen cho thấy OsKCS11 có mặt trong nhiều mô khác nhau, có mức độ phong phú khác nhau thông qua kết qủa RT-qPCR  và nhuộm màu “promoter GUS”, thích ứng mạnh mẽ tại vị trí nút nhờ kết quả “RNA in situ hybridization”; bên cạnh đó, protein OsKCS11 được xác định có trong mạnh võng nội chất (endoplasmic reticulum). Gen csd-1 biểu hiện đáng kể mức độ giảm linolenic acid (18:3), C24:0-OH, C28:0-alkanes, C29:0-alkanes, alpha-tocopherol, và C33:0-alkanes, trong khi, mức độ của trans-nonadecenoic acid và behenic acid được tăng lên. Phân tích cytokinin cho thấy có sự gia tăng đáng kể của isopentenyladenine (IPA) và cis-zeatin (cZ) trong cây đột biến csd-1. Kết quả nghiên cứu phân tử cho thấy  điều tiết theo kiểu “up” của các gen có trong sinh tổng hợp cytokinin hoặc truyền tín hiệu, như vậy, có một liên kết đầy tiềm năng giữa VLCFAs và tổng hợp cytokinin thông qua acetyl-CoA. Kết quả này không chỉ đề ra một phương pháp lập bản đồ gen thay thế trê cơ sở “whole-genome resequencing”, mà còn làm sáng tỏ cơ chế VLCFAs ảnh hưởng đến tổng hợp cytokinin và truyền tín hiệu.

Xem  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.70208