Редактирование генома, технология, которая позволяет нам нокаутировать или модифицировать определенные гены, недавно было в центре внимания. Метод «CRISPR / Cas9» был основан в 2013 году, когда сообщалось об успешных случаях редактирования генома у животных, дрожжей, растений и многих других организмов. До появления CRISPR / Cas9 редактирование генома требовало сложных процедур и, следовательно, не было популярным в исследованиях, нацеленных на несколько генов. Создание CRISPR / Cas9, с другой стороны, принесло большие успехи в редактировании генома благодаря его высокой эффективности, высокой целевой специфичности и простоте.
Благодаря этим преимуществам исследователи получили возможность исследовать функции генов, например анализировать влияние отключения определенных генов на поведение организмов и / или клеток.Недавние достижения в науке о растениях открыли различные области, в которых пептидные гормоны предоставляют ценную информацию о жизненных циклах растений, например, определение количества клеток и размера тканей, контроль опыления и реагирование на изменение климата или болезни. Многие ученые в настоящее время изучают генетику растений, потому что гены многих не охарактеризованных пептидных гормонов еще не открыты.
Несмотря на то, что гены, кодирующие пептидные гормоны, сложно изучать, они могут создать множество генетических ресурсов для будущих исследований.Используя CRISPR / Cas9, исследовательская группа Университета Кумамото попыталась ускорить исследования пептидных гормонов растений.
Они выбрали Arabidopsis thaliana, модельное растение с 32 генами, кодирующими пептид CLE, и создали набор инструментов для нокаута генов, соответствующих каждому из 32 генов. Создав эти мутантные линии растений Arabidopsis, они сделали возможным более легкое исследование функции каждого гена.Чтобы оценить эффективность нокаута гена, группа исследователей изучила CLV3, наиболее изученный пептид CLE. Известно, что он играет роль в подавлении клеточных делений в точках роста стеблей.
Как и ожидалось, мутант CLV3 растений Arabidopsis давал плоды неправильной формы из-за увеличения количества клеток.Кроме того, исследователи смогли использовать мутантные растения, чтобы сделать то, что считается первым отчетом о биологической значимости гена CLE44.
Хотя ожидалось, что CLE44 регулирует количество клеток в сосудистом пучке, исследования этой гипотезы не проводились из-за недостаточных биоресурсов. С помощью недавно разработанных линий мутантных растений исследователи из Университета Кумамото наблюдали уменьшение количества клеток сосудистого пучка у мутантных растений CLE44, тем самым подтверждая его роль в развитии сосудов.
«Наша коллекция генетических ресурсов может помочь в изучении неизвестных пептидных гормонов, таких как CLE44», — сказал доцент Такаши Исида из Университета Кумамото. «Мы надеемся, что этот подход станет моделью для подобных исследований в будущем».Это исследование было размещено в Интернете в разделе «Физиология растений и клетки» 25 сентября 2017 г. и будет представлено в качестве «Основные моменты исследования» в следующем выпуске журнала.