روش جدیدی برای ویرایش ژن گیاهان کشف شد

پس از سال ها تلاش، دانشمندان یک رویکرد جدید برای ویرایش ژن گیاهان معرفی کرده‌اند.

به گزارش تکناک، محققان دانشگاه علوم و فناوری جنوبی چین می‌گویند که این روش جدید توسعه‌یافته در مقایسه با فناوری انقلابی CRISPR/Cas ، زمان‌بر و پیچیده‌تر است.

CRISPR/Cas یک فناوری پیشرفته ویرایش ژن است که به دلیل دقت در اصلاح DNA  گیاهان و سایر موجودات زنده مشهور است.

محققان اخیرا یک تکنیک جدید به نام برش غوطه ور جوانه زدن (CDB) معرفی کرده‌اند که نیاز به کشت بافت را در نمونه‌ها از بین می‌برد.

آنها در نظر داشتند تا فرآیند طولانی و دشوار ویرایش ژن را برای مخاطبان بیشتری در دسترس قرار دهند. آنها تاکید می‌کنند که این تکنیک می‌تواند حتی توسط دانش آموزان مدرسه‌ای و کشاورزان نیز مورد استفاده قرار گیرد.

کائو ژئوسونگ که یکی از محققان این مطالعه بود،‌ در این باره می گوید: تغییر یا ویرایش ژنتیکی گیاهان دارای یک مانع تکنولوژیکی بسیار بالا است، زیرا شامل عملیات‌های تخصصی و دقیق و ناکارآمد است و در حال حاضر تنها بخش کوچکی از گیاهان قابل ویرایش ژنتیکی هستند.

فرآیند سه مرحله‌ای ساده برای ویرایش‌ ژن گیاهان

تکنیک CDB از طریق یک فرآیند سه مرحله‌ای ساده عمل می‌کند. در مرحله اول، بخشی از گیاه با احتمال بیشتری برای بازسازی مانند برگ یا ریشه، بریده می‌شود تا یک زخم ایجاد شود.

سپس قطعه برش خورده در محلول حاوی باکتری آگروباکتریوم غوطه‌ور می‌شود. کار آگروباکتریوم کمک به توزیع آنزیم ویرایشگر ژن در سلول‌های گیاهی است.

در مرحله آخر، سلول‌هایی که تحت ویرایش یا اصلاح قرار گرفته‌اند، بازسازی می‌شوند و این فرآیند تکمیل می‌شود. این رویکرد، ویرایش ژن را ساده می‌کند و آن را در دسترس تر و کارآمدتر می‌کند.

آزمایش این تکنیک جدید در درخت کائوچو

برای ارزیابی اثربخشی این تکنیک، محققان این روش را بر روی درخت کائوچو یا TKS اجرا کردند. تاکنون این گیاه به دلیل تولید لاستیک طبیعی قابل توجه آن به طور گسترده مورد تحقیق قرار گرفته است. ماده TKS در یک محیط کنترل شده در دمای 22 درجه سانتیگراد (103.6 درجه فارنهایت) کشت شد.

پس از تقریباً یک ماه توسعه، زمانی که ریشه اصلی به ضخامت حداقل دو میلی‌متر رسید، محققان آن را به بخش‌های دو تا سه سانتی‌متری تقسیم کردند.

لاتکس TKS با دقت برداشته شد و کشت باکتریایی (یا سوسپانسیون آگروباکتریوم) به زخم‌های روی بخش‌ها اعمال شد.

سپس بخش‌های ریشه TKS آلوده روی ورمیکولیت مرطوب قرار داده شدند و برای حفظ رطوبت پوشانده شدند و در یک محفظه به مدت حدود یک تا دو هفته رشد کردند.

جوانه‌های بازسازی شده برای حضور ژن تراریخته از طریق استخراج DNA برگ و تکثیر PCR  با استفاده از سه جفت پرایمر، مورد بررسی قرار گرفتند. این مطالعه اشاره کرد که ویرایش از طریق توالی‌یابی Sanger در مناطق هدف، تأیید شد.

این یافته‌ها در مجموع نشان می‌دهند که روش CDB بهبود یافته می‌تواند به‌طور مؤثر و سریع، گیاهان TKS با ویرایش ژنی پایدار تولید کند.

روش‌های سنتی برای معرفی ویرایش‌های ژن در گیاهان معمولاً به چندین ماه و در موارد خاص تا یک سال نیاز دارند، اما این روش جدید می‌تواند این روش را تنها به دو هفته کاهش دهد.

ویرایش ژن برای افزایش عملکرد محصول، تقویت مقاومت در برابر بیماری‌ها و افزایش سازگاری با شرایط آب و هوایی در حال تغییر حیاتی است.