通过基因组编辑来对保存的植物线粒体基因进行有针对性的淘汰
Joachim Forner1, Dennis Kleinschmidt1, Etienne H Meyer2
1Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie, Potsdam-Golm, Germany.
Nature plants
|October 9, 2023
概括
转录激活器样效应核酶 (TALENs) 使线粒体基因组编辑能够删除nad9基因. 这导致了植物突变,I复合体受损,男性不育,发育缺陷,表现为TALENs.
科学领域:
- 植物生物学 植物生物学
- 线粒体遗传学线粒体遗传学
- 基因组编辑 基因组编辑
背景情况:
- 转录激活器样效应核酶 (TALENs) 是线粒体基因组编辑的新兴工具.
- 以往TALENs用于线粒体的基因删除的应用导致了复杂的基因组重组,原因是缺少非同类末端连接.
- 通过反向遗传学研究线粒体基因功能一直具有挑战性.
研究的目的:
- 用TALENs证明了针对性线粒体基因删除的可行性.
- 研究nad9基因的功能,该基因编码了I.呼吸复合体的一个子单元.
- 建立一个合成的细胞质男性不育系统,用于杂交繁殖.
主要方法:
- 通过TALEN介导的线粒体缺失线的生成.
- 隔离和表征具有清洁nad9删除的同质突变.
- 在淘汰植物中分析复杂I生物发生,植物发育和男性生育能力.
- 通过从核基因组表达Nad9来补充淘汰现型.
主要成果:
- 成功生成了具有向 nad9 删除的同质粒体线粒体突变.
- 淘汰植物表现出受损的呼吸复杂I生物发生.
- 在nad9删除突变体中观察到男性不育以及叶子和花朵发育的缺陷.
- 基于核的Nad9表达恢复了正常的发育和生育能力,创造了一个合成的细胞质男性不育系统.
结论:
- 塔伦对于有针对性的线粒体基因组编辑和通过逆遗传学研究基因功能是有效的.
- 线粒体复合体I在植物发育和生育中起着至关重要的作用.
- 基因组编辑为构建用于混合繁殖的合成细胞质男性不育系统提供了强大的工具.
相关概念视频
In-vitro Mutagenesis
14.0K
To learn more about the function of a gene, researchers can observe what happens when the gene is inactivated or “knocked out,” by creating genetically engineered knockout animals. Knockout mice have been particularly useful as models for human diseases such as cancer, Parkinson’s disease, and diabetes.
14.0K
CRISPR/Cas9 Genome Editing
24
The CRISPR-Cas system serves as a bacterial defense mechanism against invading genetic elements such as viruses and plasmids, forming the foundation for its adaptation as a powerful genome-editing tool. Originally discovered in prokaryotes, this system has been repurposed to revolutionize genetic engineering across a wide range of organisms, including plants, animals, and humans. The core component, Cas9, is an endonuclease derived from Streptococcus pyogenes, capable of introducing...
24


