Los investigadores desarrollan un sistema de impulso genético de plantas para mejorar la herencia de rasgos

Un equipo de investigación colaborativo dirigido por QIAN Wenfeng del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo (IGDB) de la Academia de Ciencias de China y la Universidad de Pekín ha desarrollado un sistema de impulso genético de plantas llamado Herencia Asistida CRISPR que utiliza. NPG1 (CAÍN), que, según los investigadores, utiliza un mecanismo de antídoto de toxina en la línea germinal masculina para superar la herencia mendeliana en las plantas.

Sus hallazgos fueron publicados en plantas naturaleza.

En la naturaleza, la herencia de genes suele seguir las leyes de Mendel, que proporcionan igualdad de posibilidades para que los alelos pasen a la siguiente generación, una piedra angular de la selección natural darwiniana. Sin embargo, la herencia supermendeliana permite que ciertos genes se hereden a tasas superiores al 50% esperado, lo que potencialmente permite que estos genes se propaguen a través de las poblaciones incluso si son perjudiciales para los organismos. Este mecanismo abre la puerta a la manipulación de poblaciones naturales mediante la introducción de alelos que benefician a los humanos aunque dañen a los propios organismos vegetales, o para eliminar especies que se consideran perjudiciales para los intereses humanos.

Dichos avances ofrecen soluciones innovadoras a los desafíos globales, incluida la lucha contra las enfermedades de las plantas, la garantía de la seguridad alimentaria contra las plagas o malezas agrícolas y la solución de las crisis ambientales resultantes de la pérdida de biodiversidad.

En este estudio, el CAÍN El sistema funciona a través de un mecanismo de antídoto de toxinas dentro de la línea germinal masculina, evitando la herencia mendeliana tradicional. Utiliza una construcción CRISPR-Cas9 que altera el gen clave responsable de la germinación del polen (NPG1), actuando así como la «toxina». El «antídoto» está recodificado, resistente a CRISPR NPG1 gen que salva la funcionalidad, pero sólo en las células del polen que contienen el impulso genético.

Los investigadores utilizaron la planta autopolinizante. Arabidopsis thaliana para este estudio con el fin de evitar la propagación no deseada a poblaciones naturales. Informaron de una tasa de transmisión impresionantemente alta de genes impulsores (entre el 88% y el 99%) en dos generaciones.

La demostración de CAÍN en Arabidopsis allana el camino para aplicaciones más amplias en genética vegetal. A medida que los investigadores navegan por este campo emergente, CAÍN y sistemas similares de impulso genético encierran la promesa de transformar la gestión ecológica y las prácticas agrícolas.

CRÉDITO DE LA IMAGEN: Crusenho Agus Hennihuno