Un sistema de replicación autónoma derivado del virus Gemini para la edición del genoma mediada por HDR del gen en arroz índica
Autores: Borphukan, Bhabesh; Khatun, Muslima; Fartyal, Dhirendra; James, Donald; Reddy, Malireddy K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un sistema de replicación autónoma derivado del virus Gemini para la edición del genoma mediada por HDR del gen en arroz índica
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Crispr
Cas9
Hdr
Rt
Dwdv
Consejos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
La reparación dirigida por homología (HDR) mediada por CRISPR/Cas9 es una herramienta poderosa para la edición precisa del genoma en plantas, pero su eficiencia sigue siendo baja, particularmente para sustituciones de aminoácidos dirigidas o inserciones de genes. El HDR exitoso requiere la presencia simultánea de Cas9, ARN guía y un molde de reparación (RT) en el mismo núcleo celular. Entre estos, la disponibilidad oportuna del RT en el sitio de ruptura de doble cadena (DSB) es un cuello de botella crítico. Para abordar esto, desarrollamos una estrategia de transformación secuencial que incorpora un sistema de entrega autónomamente replicante basado en un virus enano del trigo (dWDV), simplificando efectivamente el proceso en un sistema de dos componentes. Usando este enfoque, logramos con éxito la edición dirigida del gen en arroz con una eficiencia de HDR del 10 por ciento, generando tres líneas (TIPS1, TIPS2 y TIPS3) con sustituciones de aminoácidos (T172I y P177S) en la proteína EPSPS nativa. Las modificaciones se confirmaron a través de secuenciación Sanger y ensayos de digestión por restricción, y las líneas editadas no mostraron penalizaciones en el rendimiento en comparación con las plantas de tipo salvaje. Este estudio demuestra la utilidad de los replicones virales en la entrega de herramientas de edición genética para la modificación precisa del genoma, ofreciendo un enfoque prometedor para un HDR eficiente en programas de mejora de cultivos.
Descripción
La reparación dirigida por homología (HDR) mediada por CRISPR/Cas9 es una herramienta poderosa para la edición precisa del genoma en plantas, pero su eficiencia sigue siendo baja, particularmente para sustituciones de aminoácidos dirigidas o inserciones de genes. El HDR exitoso requiere la presencia simultánea de Cas9, ARN guía y un molde de reparación (RT) en el mismo núcleo celular. Entre estos, la disponibilidad oportuna del RT en el sitio de ruptura de doble cadena (DSB) es un cuello de botella crítico. Para abordar esto, desarrollamos una estrategia de transformación secuencial que incorpora un sistema de entrega autónomamente replicante basado en un virus enano del trigo (dWDV), simplificando efectivamente el proceso en un sistema de dos componentes. Usando este enfoque, logramos con éxito la edición dirigida del gen en arroz con una eficiencia de HDR del 10 por ciento, generando tres líneas (TIPS1, TIPS2 y TIPS3) con sustituciones de aminoácidos (T172I y P177S) en la proteína EPSPS nativa. Las modificaciones se confirmaron a través de secuenciación Sanger y ensayos de digestión por restricción, y las líneas editadas no mostraron penalizaciones en el rendimiento en comparación con las plantas de tipo salvaje. Este estudio demuestra la utilidad de los replicones virales en la entrega de herramientas de edición genética para la modificación precisa del genoma, ofreciendo un enfoque prometedor para un HDR eficiente en programas de mejora de cultivos.