CRISPR помог ученым избавить африканские бананы от вируса
Ученые из США и Кении использовали метод генетического редактирования CRISPR/Cas9 для того, чтобы удалить из генома африканских бананов ДНК бананового колимовируса, который приводит к гибели целых плантаций. Исследование об этом опубликовано в журнале Communications Biology.
Вирус банановых прожилок (BSV) относится к семейству колимовирусов Caulimoviridae. Вирус, впервые обнаруженный в Западной Африке в 1958 году, известен тем, что встраивается в геном растения и вызывает вспышки болезни при любом стрессовом воздействии, например, от жары или засухи — ткани листьев и псевдостебля банана отмирают, что ведет к гибели растения. Вирус BSV не поражает самый популярный сорт бананов «кавендиш», который можно найти в российских магазинах, однако он встречается в большинстве стран, выращивающих другие сорта бананов. Методов борьбы с вирусом пока нет.
Лина Трипати (Leena Tripathi) из Международного института тропического сельского хозяйства в Кении и ее коллеги использовали метод CRISPR/Cas9, чтобы удалить вирусную ДНК из генома овощного сорта банана Gonja Manjaya, популярного в восточной и центральной Африке. Ученые собрали образцы бананов с не пораженной болезнью плантации в Уганде и секвенировали их геномы, подтвердив, что они заражены вирусом BSV. Затем они отредактировали геном так, чтобы удалить вирусную последовательность.
Получившиеся ГМ-растения росли наравне с контрольной группой без каких-либо аномалий, а спустя два месяца ученые на протяжении двух недель ограничивали поступление воды, воспроизводя условия засухи. Болезнь, вызываемая вирусом, проявилась у всех трех контрольных растений, в то время как среди генетически отредактированных лишь два из восьми продемонстрировали незначительные симптомы. Генетический анализ подтвердил, что шесть бессимптомных растений оказались свободными от вируса.
Помимо разведения свободных от вирусов бананов, группа Трипати надеется сделать бананы устойчивыми к заражению им, но, как она отметила в комментарии изданию New Scientist, юридический статус CRISPR-растений в странах западной Африки, где выращивается этот сорт, пока остается неясным.
CRISPR-редактирование растений удобно тем, что в идеале не оставляет после себя в геноме никаких лишних следов, кроме нужной мутации. По этой причине Министерство сельского хозяйства США, например, исключило из своей юрисдикции ГМ-продукты, полученные при помощи CRISPR (в частности, шампиньоны, которые не темнеют на воздухе). Тем не менее, Европейский суд приравнял такие растения к ГМО. О том, как российские и зарубежные ученые разрабатывают CRISPR-картофель, можно прочитать в нашем материале «Пойдем чинить картошку».
Ольга Добровидова
Проект получил название Unknome
Британские исследователи представили пополняемую и редактируемую пользователями базу данных белков, в которой они ранжируются по степени того, насколько мало о них известно. Проект призван обратить внимание на подобные белки и ускорить процесс их изучения. Публикация об этом появилась в журнале PLoS Biology. Как известно со времени прочтения человеческого генома, в нем закодировано примерно 20 тысяч белков. Применение протеомного и транскриптомного подхода в прошедшие после этого два десятилетия подтвердило, что большинство из них экспрессируются, и позволило выяснить назначение многих из них. Тем не менее, многие белки до сих пор остаются не охарактеризованными несмотря на то, что значительная их часть эволюционно консервативна и может выполнять критически важные функции. Во многом это связано с тем, что исследователи склонны фокусироваться на уже изученных белках, поскольку такие работы дают более предсказуемый результат. Чтобы систематизировать подход к идентификации и характеризации неизвестных белков, сотрудники Лаборатории молекулярной биологии британского Совета по медицинским исследованиям, Кембриджского и Оксфордского университетов под руководством Мэтью Фримена (Matthew Freeman) и Шона Манро (Sean Munro) создали и выложили в открытый доступ базу данных Unknome (буквально «незном», сокращенное от unknown genome — «неизвестный геном»). Она содержит ортологичные по базе PANTHER и собранные в кластеры последовательности белков человека и популярных модельных животных (таких, например, как кишечная палочка, дрозофила и мышь), взятые из базы UniProt. Им присваивается численная оценка «известности» (knownness) на основании аннотаций в проекте Gene Ontology (GO). Пользователи могут присваивать им свою оценку, исходя из имеющейся информации. Авторы работы оценили пригодность Unknome как основания для экспериментальной работы, выбрав с его помощью набор из 260 белков дрозофилы с неизвестными функциями (показатель известности 1,0 и менее), сохранившихся у людей. Нокдаун некоторых из этих генов с помощью РНК-интерференции приводил к утрате жизнеспособности. Функциональный скрининг остальных указал на участие некоторых в фертильности, развитии организма, передвижении, контроле качества синтезированных белков и устойчивости к стрессу. Выборочное выключение генов с использованием CRISPR/Cas9 определило два гена, отвечающих за мужскую фертильность, и компонент сигнального пути Notch, принимающего участив нейрогенезе, онкогенезе и связанного с различными неврологическими заболеваниями и пороками развития. Исследователи заключают, что тщательная оценка недостаточности знаний о функции гена и кодируемого им белка предоставляет ценный ресурс для поиска направлений биологических исследований и, возможно, стратегий их эффективного финансирования. Иногда на точность генетических баз данных могут влиять весьма неожиданные факторы. В материале «Наследили тут» можно почитать о том, как данные в одной из таких баз оказались испорчены неизвестными паразитами.