Направленное редактирование генома сои с помощью CRISPR/Cas9

Введение: Возможность избирательно изменять последовательности геномной ДНК in vivo — мощный инструмент фундаментальных и прикладных исследований. Система CRISPR/Cas9 позволяет точно вносить мутации в ДНК различных организмов. В этой работе показана её эффективность у сои: с помощью системы выключили трансген зелёного флуоресцентного белка (GFP) и изменили девять эндогенных локусов.

Результаты: Целевые мутации ДНК обнаружены в 95% из 88 проанализированных трансгенных событий в культуре волосатых корней. Биаллельные мутации выявлены в событиях, полученных с помощью восьми из девяти векторов для редактирования. Чаще всего возникали небольшие делеции, но также наблюдались однонуклеотидные замены (SNP) и короткие вставки. Гомеологичные гены удалось редактировать как по отдельности, так и одновременно, что демонстрирует возможность избирательно и одновременно воздействовать с помощью CRISPR/Cas9 на разные гены семейства. Культуры соматических эмбрионов также модифицировали, чтобы получить растения с наследуемыми мутациями; частота изменений ДНК повышалась с увеличением продолжительности культивирования. Для упрощения создания векторов, нацеленных на редактирование CRISPR/Cas9, разработали новый метод клонирования и векторную систему на основе клонирования In-Fusion®. Они могут применяться для редактирования любых генов у любых организмов.

Выводы: Система CRISPR/Cas9 — простой, эффективный и высокоспецифичный инструмент редактирования генома сои. Хотя эффективность разных векторов неодинакова, редактировать дуплицированные гены относительно легко. Разработанные векторы и методы пригодны для применения CRISPR/Cas9 у сои и других видов растений.