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

Применение имидаклоприда в определенных дозах улучшило разведение паразитоида трихограммы

Применение имидаклоприда в определенных дозах улучшило разведение паразитоида трихограммы

Имидаклоприд-индуцированный стресс (гормезис), стимулирующий развитие Т. chilonis, может быть полезен для массового выращивания естественного врага чешуекрылых вредителей Trichogramma chilonis является олигофагом, паразитирующим на яйцеклетках, который, ...

В пшенице обнаружена новая молекула элларинацин

В пшенице обнаружена новая молекула элларинацин

Открытие может помочь в борьбе с болезнями важнейшей продовольственной культуры Новые молекулы, бактерии и организмы обычно называют в честь института или людей, открывшие их. Научный сотрудник Центра Джона Иннеса Гай Полтурак, который вместе с коллегами...

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...

Какие нарушения чаще всего выявляют при декларировании зерна

Какие нарушения чаще всего выявляют при декларировании зерна

В Республике Мордовия за I полугодие 2022 года прекращено действие 164 деклараций о соответствии зерна С начала 2022 года отделом надзора в области карантина растений, качества и безопасности зерна и семеноводства по Республике Мордовия Управления Россел...

аже на сайте привлекли внимание надзорных органов

аже на сайте привлекли внимание надзорных органов

В Саранске при проведении мероприятия без взаимодействия выявлены нарушения правил реализации пакетированных семян и саженцев Специалистами отдела надзора в области карантина растений, качества и безопасности зерна и семеноводства по Республике Мордовия ...

На площадке агрофирмы «Август-Муслюм» пройдет День поля, посвященный беспахотному земледелию

На площадке агрофирмы «Август-Муслюм» пройдет День поля, посвященный беспахотному земледелию

На площадке агрофирмы «Август-Муслюм» при поддержке Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан и администрации Муслюмовского района 10 июня состоится День поля. Мероприятие организуют крупнейший российский производитель средств...

Габробракон против вредителей озимого рапса и для защиты пчел

Габробракон против вредителей озимого рапса и для защиты пчел

Состоялся первый выпуск энтомофага на культуры открытого грунта на Ставрополье Первый в этом сезоне выпуск габробракона осуществлен в Курском районе на семенные посевы озимого рапса, против личинок капустной моли и лугового мотылька. Борьба химическими ...

тра компании «Август» в Подмосковье

тра компании «Август» в Подмосковье

Губернатор Московской области Андрей Воробьев и генеральный директор АО Фирма «Август» Михаил Данилов 16 июня на площадке Петербургского международного экономического форума (ПМЭФ) подписали соглашение о строительстве в Подмосковье крупнейшего в России на...

вье почвы

вье почвы

Некоторые индийские компании решили не продавать фермерам обычные синтетические удобрения, если они отказываются приобрести вместе с ними компост и продукцию с микроэлементами Уполномоченный комиссар по сельскому хозяйству штата Махараштра Дирадж Кумар з...