Японські вчені відредагували мітохондріальний геном рису і ріпаку. За допомогою білків mitoTALEN вони вимкнули у рослин гени, що призводять до цитоплазматичної чоловічої стерильності, і отримані рослини були здатні до самовпилення. Результати дослідження опубліковані в.
Мітохондрії мають свій геном, представлений кільцевою молекулою ДНК. У рослин він у сотні разів більший, ніж у тварин, у ньому є важливі гени, продукти яких беруть участь у метаболізмі та синтезі білків у мітохондріях. Він більш різноманітний, оскільки містить безліч повторів, що забезпечують рекомбінацію. Геном мітохондрій тварин клітин вдалося змінити за допомогою mitoTALENs - білків, що специфічно дізнаються послідовність мітохондріальної ДНК і вносять в неї розрив. Тим не менш, досі не було можливості редагувати геном рослинних мітохондрій для більш докладного вивчення функцій їх генів.
Цитоплазматична чоловіча стерильність (ЦМС) - явище порушення формування пилку у рослин. Воно використовується для отримання гібридів першого покоління в сільському господарстві - ЦМС однієї з батьківських рослин потрібна для запобігання самоопилення. Причиною ЦМС назвали мутації в генах мітохондрій, однак цьому висновку не вистачало молекулярних підтверджень.
Оскільки нокаут основних мітохондріальних генів може бути летальним, дослідники під керівництвом Шин-ічі Арімури (Shin-ichi Arimura) з Токійського університету вирішили випробувати редагування генів, що відповідають за виникнення ЦМС: ген рису і ріпаку. Вони сконструювали білки mitoTALEN, що дізнаються послідовність або всередині, або поруч з досліджуваним геном, і ввели їх в клітини каллусної тканини за допомогою агробактерій.
Полімеразна ланцюгова реакція підтвердила повну відсутність аналізованих генів у частини отриманих дорослих рослин. Автори статті також провели секвенування ділянок, показавши, що відновлення двунітевих розривів, внесених mitoTALEN, пройшло за допомогою гомологічної рекомбінації. Для цього варіанту репарації характерна менша кількість помилок, ніж для негомологічного з'єднання кінців. Отримані рослини були здатні до самовпилення - нокаут генів вилікував ЦМС.
Нещодавно ми писали про ГМ-рис, здатний запобігти зараженню ВІЛ. Вчені вставили в рослину гени білків, що ефективно зв'язуються з вірусними білками.