Программа CROPSR поможет ускорить генетические открытия в селекции сельхозкультур

Программа CROPSR поможет ускорить генетические открытия в селекции сельхозкультур Биотопливные культуры важны для сокращения выбросов парниковых газов, и новый инструмент, разработанный Центром передовых инноваций в области биоэнергетики и биопродуктов (CABBI), должен ускорить их разработку, а также достижения в области генетического редактирования в целом, сообщает phys.org. 
Геномы сельскохозяйственных культур подбираются поколениями селекционеров для оптимизации конкретных признаков, и до недавнего времени селекционеры ограничивались отбором по естественному разнообразию. Технология редактирования генов CRISPR / Cas9 может изменить это, но программные средства, необходимые для разработки и оценки экспериментов CRISPR, до сих пор основывались на потребностях редактирования геномов млекопитающих, которые не имеют тех же характеристик, что и сложные геномы сельскохозяйственных культур.
CROPSR стал первым программным инструментом с открытым исходным кодом для разработки и оценки последовательностей направляющей РНК (gRNA) в масштабах всего генома для экспериментов CRISPR, созданный учеными CABBI, Исследовательского центра биоэнергетики, финансируемого Министерством энергетики (BRC). Общегеномный подход значительно сокращает время, необходимое для разработки эксперимента CRISPR, уменьшая сложность работы с сельскохозяйственными культурами и ускоряя разработку, оценку и валидацию последовательности gRNA, согласно исследованию.
«CROPSR предоставляет научному сообществу новый способ для проведения экспериментов с CRISPR / Cas9», - сказал разработчик CROPSR Ханс Мюллер Пол, молекулярный биолог. Новое программное обеспечение ускорит открытие и сократит количество неудачных экспериментов.
Ученые создали программное обеспечение, которое снимает ограничения, налагаемые другими пакетами на разработку и оценку последовательностей gRNA, руководств, используемых для определения целевого генетического материала. По словам авторов, модель оценки CROPSR обеспечивает гораздо более точные прогнозы даже в геномах, не относящихся к культурам.
Многие сельскохозяйственные культуры, особенно биоэнергетическое сырье, имеют очень сложные полиплоидные геномы с несколькими наборами хромосом. И некоторые программные средства редактирования генов, основанные на диплоидных геномах (например, у людей), имеют проблемы с особенностями геномов сельскохозяйственных культур.
Иногда для проверки результатов могут потребоваться недели или месяцы. Например, признак может регулироваться набором генов, особенно тем, который связан со стрессом растений, где полезны резервные системы. Ученый может разработать эксперимент, чтобы отключить один ген и не знать о другом, который выполняет ту же функцию. Проблема может быть обнаружена только после того, как растение созреет без какого-либо изменения признака. Это особая проблема с культурами, для выращивания которых требуются особые погодные условия, где пропуск сезона может означать задержку на год проведения эксперимента.
Использование общегеномного подхода позволило ученым адаптировать CROPSR для использования на растениях, устранив встроенные ошибки, обнаруженные в существующих программных средствах. Поскольку они основаны на геномах человека или мыши, где множественные копии генов встречаются реже, эти инструменты наказывают последовательности gRNA.
Но с сельскохозяйственными культурами цель часто состоит в том, чтобы мутировать более чем в одной позиции, чтобы уничтожить все копии гена. Раньше ученым иногда приходилось разрабатывать четыре или пять экспериментов с мутациями, чтобы отключить каждый ген в отдельности, что требовало дополнительного времени и усилий.
CROPSR может генерировать базу данных полезных направляющих РНК CRISPR для всего генома сельскохозяйственных культур. Этот процесс требует больших вычислительных затрат и отнимает много времени - обычно требуется несколько дней, — но исследователям нужно сделать это только один раз, чтобы создать базу данных, которую затем можно использовать для текущих экспериментов.
Таким образом, вместо того, чтобы искать целевой ген через онлайн-базу данных, а затем использовать современные инструменты для разработки отдельных руководств для пяти разных местоположений и проведения нескольких раундов экспериментов, ученые могли бы искать ген в своей собственной базе данных и просматривать все доступные вариации.
CROPSR был разработан с учетом геномов сельскохозяйственных культур, но он применим к любому типу генома.
«CROPSR также основан на генах человека, поскольку доступность данных для генов сельскохозяйственных культур просто еще не существует, - сказал Мюллер Пол, - но мы рассматриваем возможность сотрудничества с другими BRCS, чтобы обеспечить более эффективное предсказание, основанное на биофизике, чтобы помочь смягчить некоторые острые вопросы, вызванные отсутствием данных».
Фото - pexels.com
Дата публикации: 20.02.2022
Источник: agroxxi.ru

Возможно эти новости Вам будет интересно прочитать

апустила рынок органических удобрений в Гане

апустила рынок органических удобрений в Гане

Предприятия Zoomlion Ghana Limited принимают на переработку в органические удобрения все виды отходов Об этом сообщает портал «Новости Ганы» (www.ghanamma.com). «Министр продовольствия и сельского хозяйства Ганы д-р Овусу Африйи Акото выразил удовлетвор...

дителя в Бразилии

дителя в Бразилии

Исследователи продолжают отслеживать гибридизацию инвазивного вида хлопковой совки с местной бразильской разновидностью Об этом сообщает Бразильский комитет действий по устойчивости к инсектицидам IRAC-BR. Гибридизация заключается в скрещивании двух раз...

рств для людей к комбинированным фунгицидам

рств для людей к комбинированным фунгицидам

Ученые выявили одну из самых эффективных комбинаций масла чайного дерева и агрохимического продукта для защиты сои и других культур Масло чайного дерева или масло мелалеуки, как называют это растение на его родине в Австралии, начали применять в гибридны...

тупает как возобновляемая альтернатива синтетическим агрохимикатам

тупает как возобновляемая альтернатива синтетическим агрохимикатам

Ученые «просеяли» геном ячменя и определили гены, формирующие ризосферную микробиоту культуры Тонкий слой почвы, окружающий корни растений, граница раздела, которую ученые определяют как ризосферу, является средой обитания множества микроорганизмов, кото...

Как фитофтора затачивает ножи на картофель

Как фитофтора затачивает ножи на картофель

Новые подробности о самом опасном патогене картофеля выявили голландские ученые Исследовательская группа из Вагенингенского университета и исследований (WUR) обнаружила, что клетки Phytophthora infestans представляют собой настоящие самозатачивающиеся но...

вых биоинсектицидов и 7 биофунгицидов

вых биоинсектицидов и 7 биофунгицидов

Syngenta стремится продвигать инновации путем создания партнерских отношений со стартапами для совместной разработки продуктов, заключения соглашений со сторонними компаниями и приобретения компаний, занимающихся исследованиями и разработками Syngenta ув...

Во Владимирской области можно сдать использованную тару пестицидов бесплатно

Во Владимирской области можно сдать использованную тару пестицидов бесплатно

Такая возможность для сельхозпроизводителей и фермеров предоставляется благодаря программе, в которой работает региональный филиал Россельхозцентра Вопросами утилизации тары из-под пестицидов, которые использовали аграрии Владимирской области, занимается...

Перед угрозой засухи в Италии требуют отвязать редактирование генов от правил ГМО

Перед угрозой засухи в Италии требуют отвязать редактирование генов от правил ГМО

Итальянские законодатели выразили поддержку использованию методов генетической модификации в сельском хозяйстве для получения более устойчивых сортов сельскохозяйственных культур в свете аномальной жары и засух, которые в настоящее время затрагивают Итали...

Зарастание сорняками 12 га сельхозземель привело собственника к штрафу

Зарастание сорняками 12 га сельхозземель привело собственника к штрафу

Судом подтверждена законность постановления Управления Россельхознадзора по Республике Мордовия и Пензенской области о привлечении собственника сельхозугодий к ответственности В ноябре 2020 года государственным инспектором отдела государственного земельн...