Edición multiplex de CRISPR/Cas9 de los genes de prolamina y glutelina GluA del arroz revela efectos específicos de subfamilia en la composición de proteínas de las semillas
Autores: Guzmán-López, María H.; Sánchez-León, Susana; Marín-Sanz, Miriam; Barro, Francisco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Edición multiplex de CRISPR/Cas9 de los genes de prolamina y glutelina GluA del arroz revela efectos específicos de subfamilia en la composición de proteínas de las semillas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Arroz
Proteínas de almacenamiento de semillas
CRISPR/Cas9
Edición del genoma
Calidad nutricional
Perfil de proteínas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Las proteínas de almacenamiento de semillas de arroz (SSPs) juegan un papel crítico en la determinación de la calidad nutricional, las propiedades de cocción y la digestibilidad del arroz. Para mejorar la calidad de las semillas, se aplicó la edición del genoma CRISPR/Cas9 para modificar la composición de SSP al dirigirse a genes que codifican prolaminas de 13 kDa y glutelinas tipo A. Se diseñaron tres construcciones de CRISPR/Cas9: una específica para la subfamilia de prolaminas de 13 kDa y dos que apuntan a regiones conservadas de glutelina GluA. Se generaron y analizaron líneas T editadas utilizando análisis de InDel, SDS-PAGE, ensayo de Bradford y RP-HPLC. Las inserciones fueron más frecuentes que las deleciones, representando el 56% y el 74% de las mutaciones en los genes de prolamina y glutelina, respectivamente. La eficiencia de edición varió entre los sgRNAs. Todas las líneas con perfiles de proteínas alterados contenían InDels en los genes objetivo. SDS-PAGE confirmó la ausencia o reducción de bandas correspondientes a prolaminas de 13 kDa o subunidades de GluA, mostrando perfiles consistentes entre líneas que portan la misma construcción. La cuantificación reveló cambios significativos en la composición de SSP, incluyendo un aumento en el contenido de albúmina y globulina. Las líneas deficientes en prolaminas mostraron una reducción de prolaminas, mientras que las líneas deficientes en GluA exhibieron un aumento de prolaminas. El contenido total de proteínas se elevó significativamente en todas las líneas editadas, sugiriendo un enriquecimiento en fracciones ricas en lisina. Estos hallazgos demuestran que la edición mediada por CRISPR/Cas9 de genes SSP puede reconfigurar efectivamente el perfil proteico del arroz y mejorar su valor nutricional.
Descripción
Las proteínas de almacenamiento de semillas de arroz (SSPs) juegan un papel crítico en la determinación de la calidad nutricional, las propiedades de cocción y la digestibilidad del arroz. Para mejorar la calidad de las semillas, se aplicó la edición del genoma CRISPR/Cas9 para modificar la composición de SSP al dirigirse a genes que codifican prolaminas de 13 kDa y glutelinas tipo A. Se diseñaron tres construcciones de CRISPR/Cas9: una específica para la subfamilia de prolaminas de 13 kDa y dos que apuntan a regiones conservadas de glutelina GluA. Se generaron y analizaron líneas T editadas utilizando análisis de InDel, SDS-PAGE, ensayo de Bradford y RP-HPLC. Las inserciones fueron más frecuentes que las deleciones, representando el 56% y el 74% de las mutaciones en los genes de prolamina y glutelina, respectivamente. La eficiencia de edición varió entre los sgRNAs. Todas las líneas con perfiles de proteínas alterados contenían InDels en los genes objetivo. SDS-PAGE confirmó la ausencia o reducción de bandas correspondientes a prolaminas de 13 kDa o subunidades de GluA, mostrando perfiles consistentes entre líneas que portan la misma construcción. La cuantificación reveló cambios significativos en la composición de SSP, incluyendo un aumento en el contenido de albúmina y globulina. Las líneas deficientes en prolaminas mostraron una reducción de prolaminas, mientras que las líneas deficientes en GluA exhibieron un aumento de prolaminas. El contenido total de proteínas se elevó significativamente en todas las líneas editadas, sugiriendo un enriquecimiento en fracciones ricas en lisina. Estos hallazgos demuestran que la edición mediada por CRISPR/Cas9 de genes SSP puede reconfigurar efectivamente el perfil proteico del arroz y mejorar su valor nutricional.