HOÁN ĐỔI VÀ CHÈN THÊM GEN VÀO ĐOẠN GEN CỦA CÂY LÚA THÔNG QUA KỸ THUẬT “INTRON-TARGETING CRISPR”

“Sequence-specific nucleases” là những enzyme được khai thác để sáng tạo ra “knockouts” gen đích của nhiều loài cây khác nhau. Tuy nhiên, việc thay thế một đoạn phân tử và ngay cả khi chèn một đoạn phân tử vào gen đích tại những loci đặc biệt trong bộ genome thực vật vẫn còn là thách thức lớn cho nhân loại. Các nhà khoa học thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học Trung Quốc, đứng đầu là Jun Li, cùng với các nhà khoa học khác, mô tả một kỹ thuật khá hiệu quả, đó là “intron-mediated site-specific gene replacement” và chèn đoạn để sáng tạo ra những đột biến sử dụng NHEJ (non-homologous end joining) thông qua CRISPR/Cas9. 
Họ sử dụng cặp phân tử sgRNA (single guide RNAs) để xác định vị trí mục tiêu của những introns liền kề nhau và một dây nền của “donor DNA” bao gồm một cặp giống với những “sgRNA sites” nói trên. Nhóm nghiên cứu đã thu hoạch được kết quả hoán đổi gen trong hệ gen cây lúa 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) với tần suất là 2,0%. Nhóm nghiên cứu còn lấy được các phân đoạn chèn vào gen đích với tần suất 2,2% sử dụng kỹ thuật xác định vị trí mục tiêu của sgRNA tại một intron và một dây nền “donor DNA” có “sgRNA site” giống nhau. 

Cây lúa  mang gen OsEPSPS  với sự hoán đổi mong muốn có đặc điểm kháng với thuốc cỏ glyphosate. Hơn nữa, sự thay thế các gen vị trí đặc biệt nào đó và việc chèn thêm vào gen đích đều có khả năng di truyền cho thế hệ sau. Những cách tiếp cận mới ấy có thể được áp dụng để thay đế đoạn gen đích và chèn vào trình tự DNA tại các vị trí đặc biệt trong hệ gen cây lúa và cây trồng khác. 

Để biết thêm thông tin, đọc toàn văn công bố tại Nature Plants.
Nguồn:www,isaaa.org