Investigadores del Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales han mejorado la mutagénesis múltiple, lo que reduce la complejidad y el costo de los proyectos de edición del genoma a gran escala. Sus resultados han sido publicados en The Plant Journal .

Los experimentos CRISPR/Cas aumentan continuamente en escala, no sólo en términos de la cantidad de mutantes creados mediante la edición precisa del genoma, sino también en términos de la cantidad de genes que pueden mutarse simultáneamente. El laboratorio de Thomas Jacobs del Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales ha desarrollado pantallas para mutar sistemáticamente decenas, cientos o incluso miles de genes a la vez.

El objetivo es mejorar la eficiencia de las mutaciones hereditarias de la línea germinal y, en última instancia, reducir la complejidad y el costo de los proyectos de edición genómica a gran escala.

Para lograrlo, el equipo se centró en dos aspectos clave del diseño del vector CRISPR/Cas9:el promotor para impulsar la expresión de Cas9 y las señales de localización nuclear (NLS) que dirigen la proteína al núcleo. Al genotipar miles de plantas de Arabidopsis, descubrieron que el uso del promotor RPS5A para expresar Cas9 conducía a la tasa de mutación más alta, y que flanquear la proteína Cas9 con NLS bipartito era la configuración más eficiente para crear mutaciones de la línea germinal.

La combinación de estos dos elementos da como resultado la mayor eficiencia de edición múltiple observada:el 99 % de las plantas albergan al menos una mutación knockout y más del 80 % tienen de 4 a 7 mutaciones.

"Esto representa un avance significativo en el campo de la genética vegetal y proporciona una herramienta confiable y eficiente para los investigadores que se centran en ingeniería genética compleja. Lo que encuentro particularmente interesante es el efecto del NLS. Me atrevo a decir que tuvo un efecto más fuerte que el promotor. ", dijo el Dr. Thomas Jacobs, líder del grupo en el Centro VIB-UGent de Biología de Sistemas Vegetales

Las optimizaciones logradas en el estudio reducen significativamente la complejidad y el costo de los proyectos de edición del genoma a gran escala en la ciencia vegetal. Para ponerlo en números:con su vector anterior, se estimó que una pantalla CRISPR que buscaba todas las eliminaciones dobles de solo 20 genes requería una población de aproximadamente 18.000 plantas. Con los nuevos vectores, se deberían necesitar unas 3.000 plantas.

"Estas optimizaciones serán útiles para generar knockouts de orden superior en la línea germinal de Arabidopsis y probablemente también se aplicarán a otros sistemas CRISPR", dijo Ward Develtere, Ph.D. estudiante y autor principal del informe.