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Los investigadores recombinan los cromosomas enteros con tecnología de CRISPR/Cas

Las tijeras moleculares de CRISPR/Cas funcionan como un instrumento quirúrgico fino y se pueden utilizar para modificar la información genética en instalaciones. Los equipos de investigación de profesor Holger Puchta del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (ESTUCHE) y de profesor Andreas Houben del instituto de Leibniz de la investigación de la genética vegetal y de la planta cultivada (IPK) en Gatersleben ahora han sido los primeros no sólo para intercambiar únicos genes, pero para recombinar los cromosomas enteros con la tecnología de CRISPR/Cas. De esta manera, las propiedades deseadas se pueden combinar en cosechas. Su trabajo usando la instalación del modelo del berro del thale se denuncia en instalaciones de la naturaleza. (DOI: https://doi.org/10.1038/s41477-020-0663-x)

Para los millares de años, los seres humanos se han aprovechado del hecho que el material genético de organismos cambia por la evolución. Cultivan las cosechas que producen rendimientos del alto, son aromática o resistente contra enfermedades, parásitos, y condiciones climatológicas extremadas. Con este fin, eligen las instalaciones con las diversas propiedades favorables y las cruzan. Esta aproximación, sin embargo, es muy que toma tiempo. Por otra parte, es imposible evitar que los rasgos desventajosos entren en las instalaciones.

Profesor Holger Puchta del biólogo molecular estudia cómo las instalaciones se pueden cultivar más rápidamente y más exacto. Para su proyecto de CRISBREED, él recibió a un Grant avanzado del Consejo de Investigación europeo (ERC) en la cantidad de EUR 2,5 millones. Consideran a Holger Puchta un pionero de corregir del genoma. Él utiliza las tijeras moleculares para modificar específicamente la DNA (ácido desoxirribonucléico) que lleva la información genética en cosechas. Con la ayuda de esta tecnología de CRISPR/Cas, los genes se pueden quitar, insertar, o intercambiar fácilmente. CRISPR/Cas representa cierta sección en la DNA (CRISPR - regularmente agrupadas repeticiones palindrómicas cortas de Interspaced) y una enzima (Cas) que reconozca esta sección y corte la DNA exacto a este punto. Las cosechas producidas corrigiendo del genoma no contienen ninguna DNA, que sea porqué ella no debe ser comparada con los organismos genético modificados clásicos.

Primera cantina de armas entre los cromosomas

Dentro de CRISBREED, los investigadores de la silla para la biología molecular y la bioquímica del instituto botánico del ESTUCHE dirigido por profesor Holger Puchta, en cooperación con profesor Andreas Houben de IPK, Gatersleben, ahora han logrado el primer progreso decisivo al usar las tijeras moleculares de CRISPR/Cas: Por primera vez, han intercambiado las armas entre los cromosomas de la instalación del modelo del berro del thale (thaliana de Arabidopsis) con la ayuda de la proteína Cas9 que originaba de la bacteria del estafilococo áureo. “El genoma consiste en algunos cromosomas, en los cuales los genes individuales se arreglan en orden fija,” Puchta explica. “Hasta ahora, CRISPR/Cas ha habilitado modificaciones de únicos genes solamente. Ahora, podemos modificar y recombinar los cromosomas enteros.” Estos cromosomas nuevos son entonces hereditarios.

Las conclusión presentadas en instalaciones de la naturaleza prometen dar lugar a las ventajas importantes para el cultivo: Es generalmente difícil combinar propiedades positivas y eliminar propiedades negativas al mismo tiempo, porque los genes decisivos se arreglan a menudo en mismo gran proximidad en el mismo cromosoma y se transmiten juntos. Por la cantina de armas entre los cromosomas, estas propiedades pueden ahora ser separadas.

Ahora tenemos la posibilidad para controlar específicamente la modificación de cromosomas y para consolidar o para aflojar las relaciones entre las propiedades. Esta reestructuración controlada del genoma revolucionará el cultivo futuro.”

Profesor Holger Puchta, el instituto botánico del ESTUCHE

Source:
Journal reference:

Beying, N., et al. (2020) CRISPR–Cas9-mediated induction of heritable chromosomal translocations in Arabidopsis. Nature Plants. doi.org/10.1038/s41477-020-0663-x.