Atât oamenii, cât și roșiile vin în diferite forme și dimensiuni. Asta pentru că fiecare individ are un set unic de variații genetice - mutații - care afectează modul în care acționează și funcționează genele. Sumați împreună, milioane de mici variații genetice fac dificilă prezicerea modului în care o anumită mutație va avea impact asupra oricărui individ. Profesorul Laboratorului Cold Spring Harbor (CSHL) și investigatorul Institutului Medical Howard Hughes Zach Lippman au arătat cum variațiile genetice ale roșiilor pot influența modul în care o mutație specifică afectează planta. El lucrează pentru a putea prezice efectele mutațiilor asupra diferitelor soiuri de roșii.
Diferite combinații de mutații pot afecta dimensiunea roșiilor în mod imprevizibil. În această imagine, prima coloană prezintă o roșie nemutată (WT). Cea de-a doua și a treia coloană prezintă roșii cu o singură mutație într-o regiune a promotorului (R1 sau R4) pentru gena de mărime a fructelor SlCV3. Mutațiile individuale au un efect redus asupra mărimii fructelor. Dar combinația acestor două mutații (R1 + R4) dă un fruct mult mai mare.
În acest studiu, Lippman și echipa sa au folosit CRISPR, un instrument de editare genetică foarte precis și țintit, pe două gene de roșii care controlează mărimea fructelor, SlCV3 și SlWUS. Au generat peste 60 de mutanți de tomate prin îndepărtarea unor mici bucăți de ADN din regiunile promotor, zone din apropierea genelor care le controlează expresia. În unele cazuri, mutațiile individuale au crescut cu puțin dimensiunea roșiilor. Unele perechi de mutații nu au schimbat deloc mărimea fructelor. Câteva combinații sinergice au cauzat o creștere dramatică, neprevăzută, a mărimii fructelor. Lippman spune: „Adevăratul Sfânt Graal din toate acestea pentru creșterea culturilor este predictibilitatea. Dacă mut această secvență, voi obține acest efect. Pentru că există această mare de alte variante pe care natura le-a acumulat în apropierea mutației pe care o proiectați, precum și împrăștiată pe tot genomul, multe dintre acestea putând influența mutația specifică pe care o creați. ”
Această gamă de interacțiuni pentru oricare două mutații modelează consecințele unei singure mutații care apare în medii genetice diferite. Efectul este comparabil cu cele găsite în unele boli umane, unde unii oameni ar putea avea anumite mutații preexistente care îi protejează de mutațiile cauzatoare de boli.
Lippman și echipa sa vor continua să cuantifice modul în care mutațiile individuale și combinate afectează anumite trăsături ale culturii. Până în prezent, au măsurat interacțiunile dintre două mutații individuale, dar genomurile au milioane de variații. Lippman speră să studieze suficiente interacțiuni măsurabile pentru a face reproducerea mai previzibilă și mai eficientă.
Pentru mai multe informații:
Laboratorul Cold Spring Harbor
www.cshl.edu