Китай: Синергетический дизайн почти втрое повышает эффективность редактирования на базовом уровне.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Horticulture Research (DOI: 10.1093/hr/uhag122), китайские исследователи разработали систему редактирования цитозиновых оснований для картофеля, которая повышает среднюю эффективность редактирования до 76.7%, что примерно в 2.9 раза выше уровня неоптимизированного редактора. Пресс-релиз выпущен на этой неделе.В работе группы участвовали Институт сельскохозяйственной геномики в Шэньчжэне при Китайской академии сельскохозяйственных наук, Хэнаньский университет и его Шэньчжэньский институт, а также Ключевая лаборатория биологии картофеля провинции Юньнань при Юньнаньском педагогическом университете.

Картофель — сложная в редактировании и селекции культура. Его геном в значительной степени гетерозиготен и обычно тетраплоиден, а поскольку он размножается вегетативно, вредные мутации могут накапливаться и оставаться связанными с ценными аллелями, где многократное скрещивание с трудом позволяет их разделить. Редакторы оснований цитозина (CBE) преобразуют выбранный цитозин в тимин, не разрезая обе нити ДНК, что в принципе позволяет селекционерам напрямую отключать вредный аллель — но существующие системы для картофеля страдают от низкой эффективности и ограниченных возможностей.

Авторы подошли к проблеме сразу с нескольких сторон, как они описывают в журнале и в параллельном изложении. EurekAlert В ходе сравнения пяти цитидиндезаминаз в эксперименте на волосистых корнях исследователи обнаружили, что Sdd7 показала самую высокую среднюю эффективность — 46.7% — с небольшим количеством нежелательных вставок и удалений, в то время как CDA1 обеспечила более широкое окно редактирования. Затем они усилили экспрессию с помощью Arabidopsis Промотор RPS5A и энхансер TMV Ω, а также добавлен человеческий белок FTO для ослабления хроматина вокруг целевых участков.

Наибольший прирост был достигнут с помощью пептидов, модулирующих хроматин, полученных из HMGN1 и гистона H1. При наложении на CDA1 они повысили среднюю эффективность с 25.9% до 80.6% без увеличения количества внецелевых инсерций/делеций. Финальный компактный редактор, RF-Sdd7-HNHN, обеспечил редактирование с эффективностью от 65.6% до 87.4% по трем тестовым локусам.

В качестве подтверждения эффективности команда исследователей выбрала в качестве мишени гены StALS1 и StALS2, кодирующие ацетолактатсинтазу. В стабильных растениях картофеля редактор изменил целевые остатки в обоих генах в 85.7% линий, при этом не наблюдалось внецелевых изменений в предсказанных участках. Отредактированные растения укоренялись и росли на среде, содержащей хлорсульфурон, и оставались здоровыми после опрыскивания в теплице, в то время как контрольные растения дикого типа не укоренялись или увядали.

Авторы осторожно подходят к определению ограничений. Прежде чем использовать систему в сельском хозяйстве, необходимо провести ее тестирование на большем количестве генотипов картофеля, многосезонную полевую оценку, более широкий поиск непреднамеренных изменений и разработать нормативный путь для гербицидоустойчивого генофонда. По их словам, ту же логику проектирования можно перенести на редакторы адениновых оснований и прайм-редакторы в культурах, где инструменты редактирования все еще дефицитны.

источники: Пресс-релиз Newswise / Китайской академии наук, 16 октября 2026 г.; EurekAlertисследование в Садоводческие исследования (DOI: 10.1093/hr/uhag122).