Urbana-Champaign (LabNews Media LLC) – Forscher der University of Illinois haben eine neue, einfache Methode entwickelt, mit der sich vielversprechende Zielsequenzen für die Gen-Editierung in Pflanzen schneller und kostengünstiger identifizieren lassen. Die Technik nutzt fluoreszierende Reporterproteine, die an sogenannte Upstream Open Reading Frames (uORFs) gekoppelt sind.
uORFs sind kurze regulatorische Sequenzen in der mRNA, die die Proteinproduktion eines Gens beeinflussen können. Durch ihre Veränderung oder Entfernung mittels CRISPR-Cas9 lässt sich die Expression bestimmter Gene gezielt steigern – ein Ansatz, der etwa zur Verbesserung der Photosynthese in Nutzpflanzen genutzt wird.
Das Team um Ben Haas und Stephen Long hat ein transienten Expressionsassay entwickelt, bei dem die uORF-Sequenzen zusammen mit einem fluoreszierenden Reporterprotein in intaktes Blattgewebe (Nicotiana benthamiana) eingebracht werden. Nach wenigen Tagen kann die Fluoreszenzintensität gemessen werden. Ein veränderter Fluoreszenzsignal im Vergleich zur natürlichen Sequenz zeigt an, ob die uORF-Modifikation die Genexpression beeinflusst.
Die Methode wurde bereits erfolgreich auf Sequenzen aus Soja und Augenbohne angewendet, die an der photoprotektiven Regulation beteiligt sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, die oft aufwändige Protoplasten-Präparationen oder zusätzliche Reagenzien erfordern, kommt der neue Assay mit intaktem Pflanzengewebe aus und benötigt weniger Material und Zeit.
„Viele Forscher im RIPE-Projekt wollen Genprodukte im Photosyntheseweg modulieren. Die Gen-Editierung kann dabei ein sehr mächtiges Werkzeug sein“, erklärt Ben Haas. Die neue Methode ermöglicht es, innerhalb von etwa einem Monat erste Ergebnisse zu erhalten und ist über Addgene öffentlich zugänglich.
Die Technik ist nicht nur auf uORFs beschränkt, sondern kann auch zur Untersuchung anderer regulatorischer Sequenzen in der mRNA eingesetzt werden. Sie unterstützt die Ziele des RIPE-Projekts (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency), mit dem die Photosyntheseleistung von Nutzpflanzen verbessert werden soll – insbesondere zum Nutzen kleinbäuerlicher Betriebe.
Credits
Ben Haas
