Chỉnh sửa gen nhờ hệ thống CRISPR/Cas9 thông qua promoter chuyên dụng trên mô sẹo pYCE1 của hệ gen cây sắn (Manihot esculenta Crantz)

 Chỉnh sửa gen nhờ hệ thống CRISPR/Cas9 thông qua promoter chuyên dụng trên mô sẹo pYCE1 của hệ gen cây sắn (Manihot esculenta Crantz)

Nguồn: Yuanchao Li, Ruxue Bao, Mengtao Li, Changying Zeng, Haojie Yang, Yuan Yao, Youzhi Li , Wenquan Wang, Xin Chen. 2025. Improving gene editing of CRISPR/Cas9 using the callus-specific promoter pYCE1 in cassava (Manihot esculenta Crantz). Front Plant Sci.; 2025 May 20: 16:1600438. doi: 10.3389/fpls.2025.1600438.

Những nghiên cứu trước đây cho thấy có một promoter tương ướng có thể điều khiển Cas9 transcription trong hệ thổng chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9, mà hệ thống này cải tiến được hiệu quả của công nghệ chỉnh sử hệ gen hoặc gen đích. Ở đây, người ta  xác định và định tính được promoters chuyên biệt cho mô sẹo nhằm tăng cường hiệu quả của chỉnh sửa gen trong hệ gen cây sắn. Từ cơ sở dữ liệu transcriptome của 11 mô tế bào sắn, gen có tên YCE1 được phân lập chỉ biểu hiện trên mô sẹo nào đó mà thôi. Promoter của nó (pYCE1) có thể tá động một cách hiệu quả và chuyên biệt tiến trìn phiên mã EGFP trong mô sẹo. Như vậy mô sẹo dễ vỡ từ phát sinh tế bào phôi (FECs) là đơn vị nhận phục vụ chuyển nạp gen của cây sắn, người ta thay thế promoter gốc 35S bằng pYCE1 chạy tới phiên mã Cas9 nhằm cải tiến hệ thống CRISPR/Cas9. Trong chỉnh sửa một gen đơn nào đó, tỷ lệ đột biến chủ đích tăng đáng kể, nó đạt tỷ lệ đột biến tổng thể là 95,24% và đột biến đồng hợp tử 52,38%, so với con số 62,07% và 37,93% với 35S promoter, theo thứ tự. Hơn nữa, đạt được đột biến đồng hợp tử hai gen là 64,71% trong chỉnh sửa hai gen chứng minh rằng có một hiệu quả rất cao của pYCE1 trong ứng dụng công nghệ chỉnh sửa gen cây sắn. Kết quả này nhấn mạn tiềm năng của pYCE1 làm tăng cường hiệu quả chỉnh sửa gen theo hệ thống CRISPR/Cas9 trong cây sắn. Cách tiếp cận này mở được cho nghiên cứu chức năng gen và cải tiến giống sắn.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40464017/

Xác định gen đặc biệt cho từng mô sẹo. (A) Gen ứng cử viên biểu hiện mạnh mẽ trong mô sẹo. LB, lateral bud (chồi mọc ngang); FR, fibrous root (rễ xơ); SR, storage root (rễ dự trữ); RAM, root apical meristem (sinh mô ngọn rễ); SAM, shoot apical meristem (sinh mô ngọn của chồi); OES, organized embryogenic structures (kiến trúc phôi có tổ chức tốt); FEC, friable embryogenic callus (mô sẹo sinh phôi). (B) Minh chứng gen biểu hiện mạnh và chuyên tính với mô sẹo theo kết quả RT-qPCR.