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

Смесь параквата и хитозана улучшила активность гербицида в моделируемых условиях дождя

Смесь параквата и хитозана улучшила активность гербицида в моделируемых условиях дождя

Внезапные осадки после гербицидной обработки могут смыть пестициды с поверхности растительных тканей, что снижает эффективность препаратов и создают риски для нецелевых организмов и окружающей среды. Исследователи предложили подключить к гербицидам наноча...

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...

Как оценить эффективность почвенного гербицида на фоне погоды

Как оценить эффективность почвенного гербицида на фоне погоды

Погода не бывает одинаковой, где-то дефицит влаги, в других местах осадки превращаются в потоп. Капризы природы следует всегда учитывать при внесении почвенного гербицида, чтобы понять, нужна ли пост-обработка Полезные советы предоставил на портале www.f...

Сколько топинамбура надо съедать в день для здоровья

Сколько топинамбура надо съедать в день для здоровья

Топинамбуровый хлеб как новое поколение суперпродуктов «Пусть пища будет твоим лекарством, а лекарство - твоей пищей», одна из самых известных фраз, приписываемых Гиппократу, отцу медицины. Научные исследования суперпродуктов, которые обладают питательны...

К борьбе с ложной мучнистой росой на арбузе привлекли искусственный интеллект

К борьбе с ложной мучнистой росой на арбузе привлекли искусственный интеллект

Ученые разрабатывают простой и недорогой датчик, совместимый с дроном, чтобы ускорить обнаружение ложной мучнистой росы на растениях арбуза Попытка опередить проблемные патогены растений и сработать на опережение всегда была проблемой для фермеров. Напри...

О семенах на 2023 год необходимо подумать заранее

О семенах на 2023 год необходимо подумать заранее

Об этом говорили на совещании под председательством заместителя министра сельского хозяйства Российской Федерации А.В. Разина на тему: «О готовности обеспечения семенным материалом для проведения сезонных полевых работ в 2023 году». В совещании принял уча...

Пять мощных взрывов и сильный пожар на химическом заводе Deepak Nitrite в индийской Вадодаре

Пять мощных взрывов и сильный пожар на химическом заводе Deepak Nitrite в индийской Вадодаре

2 июня вечером в производственном цехе компании Deepak Nitrite Company в Nandesari GIDC в промышленной зоне Нандесари города Вадодара штата Гуджарат произошел крупный пожар. Компания выпускает в том числе агрохимикаты Об этом сообщили СМИ Индии, предпола...

С 1 июля Россельхознадзор запускает опытную эксплуатацию ФГИС «Сатурн»

С 1 июля Россельхознадзор запускает опытную эксплуатацию ФГИС «Сатурн»

С 1 июля 2022 года начинается опытная эксплуатация Федеральной государственной информационной системы прослеживаемости пестицидов и агрохимикатов (ФГИС «Сатурн») Задачами опытной эксплуатации системы являются: −    проверка работоспособности платформы в...

 Китае одобрено 73 регистрации пестицидов для экспорта

Китае одобрено 73 регистрации пестицидов для экспорта

Больше всего зарегистрировано продуктов 2,4-Д С января 2022 года Китай утвердил в общей сложности 73 регистрации пестицидов только для экспорта. Среди них 29 гербицидов, 19 инсектицидов, 18 фунгицидов, 5 регуляторов роста растений и 2 инсектицида/акарици...