دستکاری ژنوم گیاه برنج برای افزودن ویتامین A با استفاده از CRISPR-Cas9

دستکاری ژنوم گیاه برنج برای افزودن ویتامین A با استفاده از CRISPR-Cas9

یک گروه تحقیقاتی برای وارد کردن ویتامین A در برنج از ویراستار ژن موسوم به CRISPR-Cas9 استفاده کردند. با این کار می توان کمبود ویتامین A را در رژیم غذایی حل کرد.

نتایج پژوهشی که اخیراً توسط محققان انجام شد توانمندی برنج طلایی در کمک به حل بحران کمبود ویتامین A را تائید کرد. این محققان با استفاده از فناوری ویرایش ژن کریسپر موفق به تولید برنج طلایی با مقادیر بالای بتاکاروتن شده‌اند. رویکرد آن‌ها راهبرد موثری در بهبود مهندسی ژنتیک برنج و سایر محصولات زراعی ارائه می‌دهد.

تولید محصولات غنی از عناصر غذایی یکی از خدمات ارزنده مهندسی ژنتیک برای کمک به رفع سوء تغذیه در میان انسان‌ها است. برنج طلایی غنی از بتاکاروتن که برای کمک به حل مشکل کمبود ویتامین A با مهندسی ژنتیک طراحی و تولید شده است نمونه‌ای از خدمات ارزنده این فناوری برای حل بحران‌های حال حاضر است. این نوع از برنج پتانسیل بالایی در بهبود جذب عناصر غذایی پرمصرف دارد.

در روش‌های مرسوم مهندسی ژنتیک معمولاً از یک باکتری برای انتقال ژن‌های عامل تولید بتاکاروتن به ژنوم گیاه برنج استفاده می‌شود. در این روش‌ها، ژن‌های موردنظر به صورت تصادفی در ژنوم گیاه ادغام می‌شوند که ممکن است منجر به کاهش بازده محصول نیز شوند. برای حل این مشکل، تیمی از محققان در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس در آمریکا با استفاده از سیستم CRISPR موفق به انتقال هدفمند ژن به محل‌های خاص در ژنوم گیاه، بدون ایجاد هیچگونه اثراتِ منفی روی ارگانیسم میزبان شدند.

الیور دونگ، پژوهشگر دوره پسادکتری در دانشگاه دیویس و نویسنده اول این مقاله اظهار کرد: «در اکثر موارد، انتقال هدفمند ژن در گیاهان یا به حضور یک ژن نشانگر (marker gene) در محل درج ژن متکی بوده و یا اینکه تنها با قطعات نسبتاً کوچک DNA انجام‌پذیر است. در حالیکه، ما در این تحقیق توانسته‌ایم با بهینه‌سازی روش مبتنی‌بر CRISPR-Cas9  قطعات بزرگ‌تری از DNA را بدون ژن نشانگر در ژنوم برنج درج کنیم.»

از آنجا که ژن‌های نشانگر طی نسل‌های متمادی در گیاه باقی می‌مانند باعث ایجاد نگرانی عمومی و در نتیجه تصویب مقرراتی سخت‌گیرانه جهت ورود محصولات تراریخته به بازار می‌شوند.

دونگ در ادامه گفت: «هرچه قطعه DNA موردنظر بزرگ‌تر باشد، صفات پیچیده‌تری را می‌توان به گیاه انتقال داد. بنابراین، با چنین رویکردی می‌توان ژن‌های عامل چندین صفت مطلوب، مانند دارا بودن مقادیر بالای بتاکاروتن، افزایش مقاومت به بیماری و تحمل خشکی را به محل واحدی در ژنوم گیاه انتقال داد.»

جزئیات این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شده است.