Mind az emberek, mind a paradicsom különböző formájú és méretű. Ennek az az oka, hogy minden egyénnek egyedi genetikai változatai – mutációk – vannak, amelyek befolyásolják a gének működését és működését. Összességében milliónyi kis genetikai variáció megnehezíti annak előrejelzését, hogy egy adott mutáció milyen hatással lesz bármely egyedre. A Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) professzora és a Howard Hughes Orvosi Intézet kutatója, Zach Lippman megmutatta, hogy a paradicsom genetikai változatai hogyan befolyásolhatják azt, ahogy egy adott mutáció hatással van a növényre. Azon dolgozik, hogy meg tudja jósolni a mutációk hatásait a különböző paradicsomfajtákra.
A mutációk különböző kombinációi kiszámíthatatlanul befolyásolhatják a paradicsom méretét. Ezen a képen az első oszlop egy mutáció nélküli (WT) paradicsomot mutat. A második és harmadik oszlop olyan paradicsomokat mutat be, amelyek egyetlen mutációval rendelkeznek az SlCV1 gyümölcsméret-gén promóterének (R4 vagy R3) régiójában. Az egyes mutációk csekély hatással vannak a gyümölcs méretére. De e két mutáció (R1 + R4) kombinációja sokkal nagyobb gyümölcsöt hoz.
Ebben a tanulmányban Lippman és csapata a CRISPR-t, egy rendkívül pontos és célzott génszerkesztő eszközt használt két paradicsomgénen, amelyek a gyümölcs méretét szabályozzák, az SlCV3-on és az SlWUS-n. Több mint 60 paradicsommutánst hoztak létre úgy, hogy kis DNS-darabokat távolítottak el a promoter régiókban, az expressziójukat szabályozó gének közelében lévő területeken. Egyes esetekben az egyedi mutációk egy kicsit megnövelték a paradicsom méretét. Néhány mutációpár egyáltalán nem változtatta meg a gyümölcs méretét. Néhány szinergikus kombináció drámai, előre nem látható növekedést okozott a gyümölcs méretében. Lippman azt mondja: „Az igazi Szent Grál a növénytermesztésben a kiszámíthatóság. Ha módosítom ezt a sorozatot, akkor ezt a hatást fogom elérni. Mert van ez a tengernyi más változat, amelyet a természet felhalmozott az általad tervezett mutáció közelében, valamint szétszórva a genomban, amelyek közül sok befolyásolhatja az általad létrehozott mutációt.”
A kölcsönhatások ezen tartománya bármely két mutáció esetében modellezi a különböző genetikai háttérben előforduló egyetlen mutáció következményeit. A hatás hasonló az egyes emberi betegségekben tapasztaltakhoz, ahol egyes embereknél előfordulhat, hogy bizonyos már létező mutációk megvédik őket a betegséget okozó mutációktól.
Lippman és csapata továbbra is számszerűsíteni fogja, hogy az egyéni és a kombinált mutációk hogyan befolyásolják bizonyos terménytulajdonságokat. Eddig két egyedi mutáció közötti kölcsönhatást mérték, de a genomoknak több millió változata van. Lippman reméli, hogy elegendő mérhető kölcsönhatást tud majd tanulmányozni, hogy kiszámíthatóbbá és hatékonyabbá tegye a tenyésztést.
További információért:
Cold Spring Harbor laboratórium
www.cshl.edu