Las réplicas de ingeniería de geminivirus permiten una rápida evolución dirigida por las plantas

Área de la Ciencia:

• Biotecnología vegetal
• Biología molecular
• La genética

Sus antecedentes:

• La evolución dirigida acelera la generación de variantes genéticas con nuevas propiedades.
• Los métodos existentes para la evolución dirigida in planta son ineficientes y limitan el cribado de alto rendimiento.
• El desarrollo de plataformas eficientes para la evolución celular de las plantas es crucial para el avance de la ciencia de las plantas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva plataforma de alto rendimiento para la evolución dirigida directamente dentro de las células vegetales.
• Permitir la selección rápida de grandes bibliotecas de variantes genéticas para las funciones deseadas.
• Para demostrar la utilidad de la plataforma en la evolución de los receptores inmunes de las plantas.

Principales métodos:

• Se desarrolló un geminivirus asistido por una réplica en una evolución dirigida por plantas (GRAPE).
• Función genética vinculada a la replicación del círculo rodante del geminivirus para la selección de alto rendimiento.
• Se examinaron hasta 10 variantes en hojas de Nicotiana benthamiana en un plazo de 4 días.

Principales resultados:

• Evolucionó con éxito el receptor inmune NRC3 para resistir la inhibición del efector de nematodos SPRYSEC15.
• Amplió el espectro de reconocimiento del receptor inmune del arroz Pikm-1 a los seis alelos de AVR-Pik.
• Demostró la capacidad de GRAPE para una evolución rápida, escalable y generalizable en planta.

Conclusiones:

• GRAPE proporciona una plataforma innovadora para la evolución dirigida eficiente en las células vegetales.
• El sistema acelera significativamente el descubrimiento y la ingeniería de genes de plantas.
• GRAPE es una herramienta versátil aplicable a la evolución de diversos genes en las plantas.