И хората, и доматите се предлагат в различни форми и размери. Това е така, защото всеки индивид има уникален набор от генетични вариации - мутации - които влияят върху начина на действие и функциониране на гените. Взети заедно, милиони малки генетични вариации затрудняват предвиждането как определена мутация ще повлияе на всеки индивид. Професор от лабораторията Cold Spring Harbour (CSHL) и изследователят от Медицинския институт на Хауърд Хюз Зак Липман показаха как генетичните вариации в доматите могат да повлияят на начина, по който специфична мутация засяга растението. Той се стреми да предвиди ефектите на мутациите върху различни сортове домати.
Различните комбинации от мутации могат да повлияят непредвидимо на размера на доматите. На това изображение първата колона показва немутиран (WT) домат. Втората и третата колона показват домати с единична мутация в област на промотора (R1 или R4) за гена SlCV3 с размер на плода. Отделните мутации имат малък ефект върху размера на плода. Но комбинацията от тези две мутации (R1 + R4) дава много по -голям плод.
В това проучване Липман и неговият екип са използвали CRISPR, високо точен и целенасочен инструмент за редактиране на гени, върху два домати, които контролират размера на плодовете, SlCV3 и SlWUS. Те генерират над 60 доматени мутанта чрез премахване на малки парченца ДНК в промоторните региони, области близо до гените, които контролират тяхната експресия. В някои случаи отделните мутации увеличават малко размера на доматите. Някои двойки мутации изобщо не променят размера на плода. Няколко синергични комбинации предизвикаха драматично, непредвидимо увеличение на размера на плодовете. Липман казва: „Истинският Свещен Граал във всичко това за развъждането на култури е предвидимост. Ако мутирам тази последователност, ще получа този ефект. Тъй като има това море от други варианти, които природата е натрупала в близост до мутацията, която инженерирате, както и разпръснати из целия геном, много от които биха могли да повлияят на специфичната мутация, която създавате. "
Този диапазон от взаимодействия за всякакви две мутации моделира последиците от една мутация, възникнала в различни генетични среди. Ефектът е сравним с този, открит при някои човешки болести, при които някои хора може да имат определени вече съществуващи мутации, които ги предпазват от болестотворни мутации.
Липман и неговият екип ще продължат да определят количествено как индивидуалните и комбинираните мутации влияят върху определени характеристики на културата. Досега те са измервали взаимодействията между две отделни мутации, но геномите имат милиони вариации. Липман се надява да проучи достатъчно измерими взаимодействия, за да направи развъждането по -предвидимо и ефективно.
За повече информация:
Лаборатория за студените пролетни пристанища
www.cshl.edu