Журнал физиологии и патологии растений

Редактирование генома: новые подходы к созданию устойчивых к болезням культур

Бехнам Хатаби и Садананд А. Дхекни

Редактирование генома позволяет достичь большей точности в генетической модификации живых организмов, сводя к минимуму непреднамеренные последствия и противодействие продуктам, разработанным с помощью технологий генетически модифицированных организмов (ГМО) [1]. Эти технологии являются мощными и универсальными инструментами и произвели революцию в методах модификации живых организмов для многих предполагаемых целей. Целевое редактирование генома с использованием специализированных нуклеаз предлагает методы с повышенной точностью за счет введения делеций, вставок и замен в сайт-специфические геномные местоположения. Примерами являются использование цинковых пальчиковых нуклеаз, CRISPR (короткие палиндромные повторы с регулярным расположением кластеров), олигонуклеотид-направленный мутагенез, РНК-зависимое метилирование ДНК и прецизионная селекция для улучшения сельскохозяйственных культур [2,3]. CRISPR/Cas9 был впервые обнаружен в середине 1980-х годов у бактерий как часть их иммунной системы против вирусов. Нуклеаза Cas9 воздействует на определенные геномные сайты с помощью одной направляющей РНК (sgRNA). Каждая sgRNA (целевая молекула) состоит из 20-нуклеотидного спейсера, непосредственно расположенного выше мотива Proto-spacer Adjacent Motif (PAM). Последовательность спейсера и PAM должна быть комплементарна определенному геномному местоположению, что позволяет проводить направленный мутагенез генов.