Endojen Genler

Endojen Genlerinin Yönlendirilmiş Evrimi, Hızlı Agronomik Özelliklerin Gelişimine Kapı Açıyor

Kalıtım ve çeşitlilik organizma evriminin temelidir. Fiziksel ve kimyasal yöntemlerle rastgele mutagenezler, uzun bir zaman bitkilerdeki özellikleri iyileştirmek için uygulanmıştır fakat bu yöntemler uzun uğraş gerektirmekte ve zaman kaybına yol açmaktadır.

Yüksek yapıdaki organizmalarda, özellikle bitkilerde; hedef bir gen, seçim için gerekli çeşitliliği üretmek maksadıyla genellikle bir bakteri veya maya hücresine aktarılır, fakat hedef gen yerinde bulunmadığı zaman böyle bir değişikliğin sonuçları yerel bağlamda aynı olmayabilir. Dahası, bakteri veya mayada en önemli agronomik özellikler seçilemez.

“Bitkilerde doğrudan seçimi ve doymuş hedefli mutasyonları indüklemek için güçlü araçlar oluşturmak, bitkilerdeki agronomik özelliklerin ve önemli işlevsel genlerin gelişimini hızlandıracaktır.” demiştir Profesör Gao Caixia.

Araştırmacılar dört tane STEME elde etmek için stidin deaminaz ile adenozin deaminazı kaynaştırdılar. Dört STEME’nin tümü, sadece bir sgRNA (kılavuz RNA’sı) kullanarak eşzamanlı C> T ve A> G dönüşümlerini verimli bir şekilde üretti.

Ayrıca araştırmacılar, endojen genlerinin hedefleme kapasitesini arttırabilmek için beşinci çift sitozin ve adenin baz düzenleyicisini (STEME-NG) oluşturdular. Pirinç protoplastlarında sadece 20 sgRNA ile STEME-NG, pirinç asetil koenzim A karboksilaz geninin (OsACC) 56-amino-asit kısmı için neredeyse doymuş mutagenez üretebilmektedir.

Bir kavram kanıtı deneyinde araştırmacılar, pirinç bitkisindeki OsACC geninin evrimini yönlendirebilmek için ürettikleri STEME’leri kullandılar. Yenilenmiş (rejenere olmuş) pirinç fidelerine seçim basıncı olarak haloksifop’u püskürttüler. Daha sonrasında bilim insanları, herbisit direnci için üç yeni (P1927F, W2125C, ve S1866F) aminoasit ve öncesinde bilinen bir (W2125C) aminoasit tespit ettiler. Bu mutasyonların, maya ACC’nin CT alanının homoloji modeline dayanarak, haloksifopu bağlayıcı cebi doğrudan veya dolaylı yoldan etkilediğini keşfettiler.

STEME’nin gelişimi, moleküler tasarım vasıtasıyla bitkilerin üremeleri için önemli olan endojen genlerinin yerine yönlendirilmiş evrimin yolunu açmaktadır.

Dahası, bu STEME işlemi bitkilerin endojen genlerinin ötesinde de uygulanabilir. Örnek olarak, ilaç direnci mutasyonlarının taranması, kodlama yapılmayan bölgelerdeki üretim elemanlarının değiştirilmesinde ve hücre hatları, mayalardaki veya hayvanlardaki hastalığa neden olan patojenik SNV’lerin onarılmasında faydalı olmaktadır.

Kaynak: https://phys.org/news/2020-01-evolution-endogenous-genes-door-rapid.html

Görsel Kaynak: https://trithucvn.net/khoa-hoc/chung-ta-dang-buoc-vao-ky-nguyen-chinh-sua-gen-voi-hang-loat-thu-nghiem-crispr.html/amp

Editör: Meryem Melisa KAR