Revolutionäres Genbearbeitungstool erhöht Nachhaltigkeit von Nutzpflanzen und senkt Kosten erheblich

BerlinWissenschaftler haben ein neues Werkzeug entwickelt, das die Bearbeitung von Pflanzengenomen schneller und kostengünstiger macht. Unter der Leitung von Dr. Keith Slotkin vom Donald Danforth Plant Science Center wurde diese Forschung in der Zeitschrift Nature veröffentlicht. Das Werkzeug, bekannt als TATSI (Transposase-Assisted Target Site Integration), nutzt transponierbare Elemente, um spezifische DNA in Pflanzen-Genome einzufügen.

Hauptmerkmale:

• Präzise und effiziente DNA-Integration in Hochfrequenz
• Schnellere Produktion geneditierter Pflanzen
• Kostengünstige Methoden zur Verbesserung von Nutzpflanzen

Traditionelle Methoden der Genomeditierung in Nutzpflanzen sind langsam und oft ungenau. Obwohl CRISPR/Cas den Prozess verbessert hat, gibt es immer noch Einschränkungen. CRISPR/Cas schneidet die DNA, um Änderungen vorzunehmen, doch das präzise Einfügen maßgeschneiderter DNA ist schwierig. TATSI optimiert CRISPR/Cas und ermöglicht die exakte Integration von DNA an spezifischen Zielorten.

Die TATSI-Technologie nutzt ein Enzym namens „Transposase“, das von transponierbaren Elementen stammt. Diese Elemente, oft als „Junk-DNA“ bezeichnet, machen über 70 % des Maisgenoms aus. Sie haben sich über zwei Milliarden Jahre entwickelt, um DNA effizient in Genome einzufügen. Das Team um Slotkin hat dieses natürliche Werkzeug verwendet, um Nutzpflanzen zu verbessern.

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Die Einführung neuer Eigenschaften in Pflanzen kann zahlreiche globale Probleme lösen. So können zum Beispiel Nutzpflanzen gegen Viren resistent gemacht werden, höhere Nährstoffgehalte aufweisen oder eine verbesserte Ölzusammensetzung erhalten.

Das Slotkin-Team gewann den Wettbewerb und erhielt ihre erste Finanzierung. Seitdem haben sie Unterstützung von Bayer Crop Science und der National Science Foundation (NSF) der USA bekommen. Weitere Mittel vom Danforth Center und der NSF haben ihnen geholfen, Prototypen zu erstellen und mit der vorgewerblichen Entwicklung zu beginnen.

Slotkin erläuterte, dass sich das Projekt auf die Untersuchung der Auswirkungen von TATSI auf die Landwirtschaft verlagert hat. Dieses Vorhaben entspricht dem Hauptziel des Danforth Centers, bedeutende Forschung zu betreiben, die einen großen Unterschied macht.

TATSI strebt danach, die Genauigkeit und Effizienz der Genomeditierung bei Pflanzen durch den Einsatz von transponierbaren Elementen zu erhöhen. Diese Methode könnte helfen, große landwirtschaftliche Probleme schnell und kostengünstig zu lösen. Die Forschung erhält weiterhin Fördermittel für die Weiterentwicklung und Kommerzialisierung.