TBSV және Nicotiana benthamiana негізіндегі репликациялық векторды қолдана отырып жақсартылған рекомбинантты GFP экспрессиясы
DOI:
https://doi.org/10.52578/2305-9397-2025-1-2-136-147Ключевые слова:
CRISPR/Cas, tomato bushy stunt virus (TBSV), viral vector, guide RNA, Nicotiana benthamianaАннотация
Системы CRISPR/Cas стали самой популярной платформой для редактирования генома в биологических и сельскохозяйственных исследованиях, благодаря своей непревзойденной простоте использования, эффективности и адаптивности. Вирус кустистой карликовости томата (TBSV) – очень стабильный (долгоживущий в хозяине) вирус с широким спектром природных хозяев, включая Nicotiana benthamiana L. Он передается через почву и легко переносится водой. TBSV может использоваться для более эффективной экспрессии трансгенов для редактирования генома с целью создания сортов, более устойчивых к абиотическим и биотическим стрессам, благодаря наличию в нем белка p19, который ингибирует механизм РНК-интерференции в растениях. Это позволяет более эффективно экспрессировать не только вирусную РНК, но и большинство других трансгенов. Однако сам TBSV оказывает вирусное воздействие на инфицированного хозяина, что неблагоприятно для выращивания сельскохозяйственных культур. В этом исследовании были удалены капсидный белок из генома РНК TBSV, чтобы уменьшить его вирулентность, но сохранить свойство РНК-интерференции. Были созданы TBSV-GFP и TBSV_GFPΔCP, которые использовались для демонстрации роли капсидного белка и эффекта его удаления. Конструкции TBSV_GFPΔCP без капсидного белка могут быть использованы для более высокой экспрессии трансгенов путем совместной инфильтрации в будущих работах.
Библиографические ссылки
Liu, L., Fan, X.D. CRISPR-cas system: a powerful tool for genome engineering [Text] / L. Liu, X.D. Fan // Plant Mol. Biol., 2014. – 85. – P. 209-218.
Chen, K., Wang, Y., Zhang, R., Zhang, H., Gao, C. CRISPR/Cas genome editing and precision plant breeding in agriculture [Text] / K. Chen, Y. Wang, R. Zhang, H. Zhang, C. Gao // Annu. Rev. Plant Biol. 2019. – 70. – P. 667-697.
Li, J., Wu, S., Zhang, K., Sun, X., Lin, W., Wang, C., Lin, S. Clustered regularly interspaced short palindromic repeat/crispr-associated protein and its utility all at sea: Status, Challenges, and Prospects [Text] / J. Li, S. Wu, K. Zhang, X. Sun, W. Lin, C. Wang, S. Lin // Microorganisms, 2024. – 6. – P. 118.
Tang, Q., Wang, X., Jin, X., Peng, J., Zhang, H., Wang, Y. CRISPR/Cas Technology Revolutionizes Crop Breeding [Text] / Q. Tang, X. Wang, X. Jin, J. Peng, H. Zhang, Y. Wang, // Plants, 2023. – 12(17) – 3119.
Wang, Z., Shea, Z., Rosso, L., Shang, C., Li, J., Bewick, P., Li, Q., Zhao, B., Zhang B. Development of new mutant alleles and markers for KTI1 and KTI3 via CRISPR/Cas9-mediated mutagenesis to reduce trypsin inhibitor content and activity in soybean seeds [Text] / Z. Wang, Z. Shea, L. Rosso, C. Shang, J. Li, P. Bewick, Q. Li, B. Zhao, B. Zhang // Front. Plant Sci., 2023. – 14. – 1111680.
Zong, Y., Liu, Y., Xue, C., Li, B., Li, X., Wang, Y., Li, J., Liu, G., Huang, X., Cao, X., Gao, C. An engineered prime editor with enhanced editing efficiency in plants [Text] / Y. Zong, Y. Liu, C. Xue, B. Li, X. Li, Y. Wang, J. Li, G. Liu, X. Huang, X. Cao, C. Gao // Nat. Biotechnol., 2022. – 40(9). – P. 1394–1402.
Zhu, H., Li, C., Gao, C. Applications of CRISPR-Cas in agriculture and plant biotechnology [Text] / H. Zhu, C. Li, C. Gao // Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2020. – 21. – P. 661–677.
Gelvin, S.B. The introduction and expression of transgenes in plants [Text] / S.B. Gelvin // Current Opinion in Biotechnology, – 1998. – 8. – P. 227-232.
Spielmann, A., Simpson, R.B. T-DNA structure in transgenic tobacco plants with multiple independent integration sites [Text] / A. Spielmann, R.B. Simpson // Molecular and General Genetics MGG, 1986. – 205. – P. 34-41.
Nester, E.W. Agrobacterium: nature’s genetic engineer [Text] / E.W. Nester // Frontiers in plant science, 2015. – 5. – P. 730.
Roossinck, M.J. Mechanisms of plant virus evolution [Text] / M.J. Roossinck // Annual review of phytopathology, 1997. – 35(1) – P. 191-209.
Seto, D. Viral genomics and bioinformatics [Text] / D. Seto // Viruses, 2010. – 2(12). – P. 2587.
Liu, M.A. DNA vaccines: a review [Text] / M.A. Liu //Journal of internal medicine, 2003. – 253(4). – P. 402-410.
Yamamura, Y., Scholthof, H.B. Tomato bushy stunt virus: a resilient model system to study virus–plant interactions [Text] / Y. Yamamura, H.B. Scholthof // Molecular plant pathology, 2005. – 6(5). – P. 491-502.
Yamamura, Y., Scholthov, H.B. Tomato bushy stunt virus: a resilient model system to study virus – plant interaction [Text] / Y. Yamamura, H.B. Scholthov //Molecular plant pathology, 2005. – 6(5). – P. 491-502.
Bushell, M., Sarnow, P. Hijacking the translation apparatus by RNA viruses [Text] / M. Bushell, P. Sarnow // J Cell Biol., 2002. – 158, – P. 395-399.
Schneider, R.J., Mohr, I. Translation initiation and viral tricks [Text] / R.J. Schneider, I. Mohr // Trends Biochem. Sci., 2003. – 28. – P. 130–136.
Fabian, M.R., White, A.K. White 5′-3′ RNA-RNA Interaction Facilitates Cap- and Poly(A) Tail-independent Translation of Tomato Bushy Stunt Virus mRNA a potential common mechanism for tombusviridae [Text] / M.R. Fabian, A.K. White // Journal of Biological Chemistry, 2004. – 279(28). – P. 28862-28872.
Gursinsky, T., Schulz, B., Behrens, S.E. Replication of Tomato bushy stunt virus RNA in a plant in vitro system [Text] / T. Gursinsky, B. Schulz, S.E. Behrens // Virology, 2009. – 390(2). – P. 250-260.
Scholthof, H.B., Scholthof, K.B., Jackson, A.O. Identification of tomato bushy stunt virus host-specific symptom determinants by expression of individual genes from a potato virus X vector [Text] / Plant Cell, 1995. – 7. – P.1157-1172.
Nelson, R.S. Movement of viruses to and through plasmodesmata [Text] / R.S. Nelson // Plasmodesmata, 2005. – С. 188-211.
Carrington, J.C., Kasschau, K.D., Mahajan, S.K., Schaad, M.C. Cell-to-cell and long-distance transport of viruses in plants [Text] / J.C. Carrington, K.D. Kasschau, S.K. Mahajan, M.C. Schaad // The Plant Cell, 1996. – 8(10). – P. 1669-1681.
Schoelz, J.E., Harries, P.A., Nelson, R.S. Intracellular transport of plant viruses: finding the door out of the cell [Text] / J.E. Schoelz, P.A. Harries, R.S. Nelson //Molecular plant, 2011. – 4(5). – P. 813-831.
Mushegian, A.R., Koonin, E.V. Cell-to-cell movement of plant viruses: insights from amino acid sequence comparisons of movement proteins and from analogies with cellular transport systems [Text] / A.R. Mushegian, E.V. Koonin //Archives of Virology, 1993. – 133. – P. 239-257.
Chu, M., Desvoyes, B., Turina, M., Noad, R., Scholthof, H.B. Genetic dissection of tomato bushy stunt virus p19-protein-mediated host-dependent symptom induction and systemic invasion [Text] / M. Chu, B. Desvoyes, M. Turina, R. Noad, H.B. Scholthof // Virology, 2000. – 266. – 79–87.
