我们从未见过基因编辑技术以前用过这样的基因编辑工具。科学家们通过破坏一个基因,将一种日本园林植物从紫色变成了白色——更多证据证明了这种植物的巨大潜力成立。
改良花是日本牵牛花植物(甘薯或者没有什么问题),研究人员只针对负责花颜色的基因,而不影响植物的其余部分。但这里的潜力远远超出了装饰性。
如果您是新手CRISPR/Cas9- Cas9 酶负责 DNA 切割 - 它让科学家能够以令人难以置信的精度切割和粘贴基因,从而实现一些相当深入的生物工程。
我们已经看到它被用来编辑导致疾病的基因在动物中,尽管存在伦理问题。
现在,这个来自日本各地机构的团队表示CRISPR/Cas9技术将对植物的研究和操作产生巨大的影响。
“据我们所知,这份报告是第一份关于使用 CRISPR/Cas9 技术改变高等植物花色的报告,”研究人员团队写道。
牵牛花植物被选用于这个特殊的实验,因为它已经是日本国家生物资源计划 (NBRP) 的一部分——这意味着科学家们已经对它的遗传编码有了很多了解,并且 DNA 蓝图也已经可用。
研究小组的目标是负责植物花朵颜色的基因,即二氢黄酮醇-4-还原酶-B (DFR-B) 基因。由于另外两个非常密切相关的基因位于 DFR-B 的两侧,因此面临的挑战是使用 CRISPR/Cas9 非常特异地剪掉正确的 DNA 链,而不影响植物的其余部分。
已知 DFR-B 产生的酶负责产生彩色颜料花青素,所以关闭它应该会使花变白——事实证明如此。
筑波大学
大约 75% 的经过处理的植物胚胎长大后会开出白色花瓣,而不是紫色花瓣,对邻近基因的进一步分析显示没有突变,这证明了 CRISPR/Cas9 的准确性。
这项研究的影响不仅仅在于让你能够按照订单给花坛上色,因为一些下一代植物——它们也开着白花——没有显示出人工引入 DNA 的迹象。
这就提出了有趣的问题:无论我们的意图是好是坏,我们新发现的基因编辑能力如何能够永久改变自然的进程。
但目前,科学家们正在推动他们的研究,以此来展示 CRISPR/Cas9 的准确性和潜力:牵牛花植物于公元 8 世纪被引入日本,直到 17 世纪才被引入日本。白色版本是基因突变的结果。
大自然花了大约 850 年才实现的目标,CRISPR/Cas9 在不到 12 个月的时间内就实现了,这既令人兴奋又有点可怕。
“本研究的成功结果将有助于通过有针对性的诱变来改变花的颜色和形状。甘薯以及其他观赏花卉或蔬菜,”研究人员得出结论。
该研究发表于科学报告。