АГРОБАКТЕРИЯЛАР МЕН ВИРУСТЫҚ ВЕКТОРЛАРДЫҢ ИНФИЛЬТРАЦИЯСЫНЫҢ CAS9 ДИЗАЙНЫНДАҒЫ INDEL ПАЙЫЗЫНА ӘСЕРІ
АГРОБАКТЕРИЯЛАР МЕН ВИРУСТЫҚ ВЕКТОРЛАРДЫҢ ИНФИЛЬТРАЦИЯСЫНЫҢ CAS9 ДИЗАЙНЫНДАҒЫ INDEL ПАЙЫЗЫНА ӘСЕРІ
DOI:
https://doi.org/10.52578/2305-9397-2025-2-4-191-200Ключевые слова:
CRISPR/Cas, вирус кустистой карликовости томата, вирусные векторы, направляющая РНК, Nicotiana benthamianaАннотация
CRISPR-Cas9 негізіндегі геномды өңдеу өсімдік түрлерінің геномын өзгерту үшін дәлірек және пайдалану оңай құрал болып табылады. Cas9 және gRNA экспрессиялық кассеталары бар екілік векторларды Agrobacterium штамдарына трансформациясы өсімдік түрлерінің кең ауқымы үшін қолданылады. Сонымен қатар, CRISPR конструкциялары каллус, жапырақтар немесе өсімдіктердің гүл мүшелері сияқты Agrobacterium арқылы гендердің трансформациясы үшін қажет трансформаторларда қолданылуы мүмкін. Agrobacterium арқылы гендік трансформация бұрын көрсетілгеннен тиімдірек, дегенмен өсімдіктерге тән бөгде РНҚ-ның антивирустық өсімдік белсенділігіне кедергі жасау механизмдеріне байланысты Cas9 экспрессия деңгейлерін өсімдік басады, бұл жүйенің тиімділігін төмендетеді. Cas9 ақуызымен бірге енгізілген өсімдіктердің иммундық жүйесіне кедергі келтіретін p19 супрессорлық ақуызы бар tomato bushy stunt virus (TBSV) алынған векторлық жүйе геномды өңдеу тиімділігін арттыруы мүмкін. Бұрын біз GFP репортер генімен TBSV TBSV_GFPΔCP штаммын алдық, ол бөгде геннің экспрессия деңгейін жоғарылатуы мүмкін және өсімдік белгілеріне әсер етпейді. Бұл зерттеуде TBSV TBSV_GFPΔCP-ді Agrobacterium арқылы гендік трансформация арқылы енгізілген Cas9-мен бірге қолдандық және әртүрлі конструкциялар арқылы Cas9 экспрессия деңгейін бақыланды. TBSV_GFPΔCP-мен бірлескен инфильтрация gRNA-ға байланысты тиімділікті 12-15% жоғары көрсетті
Библиографические ссылки
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Gostimskaya, I. CRISPR-cas9: A history of its discovery and ethical considerations of its use in genome editing [Text] / I. Gostimskaya // Biochemistry (Moscow)., 2022. - 87. - P. 777-788
Wright, D. A., Li, T., Yang, B., Spalding, M. H. TALEN-mediated genome editing: prospects and perspectives [Text] / D. A. Wright, T. Li, B. Yang, M. H. Spalding // Biochemical Journal., 2014. - 462. - P. 15-24
Carroll, D. Genome engineering with zinc-finger nucleases [Text] / D. Carroll // Genetics., 2011. - 188. - P. 773-782
Wei, C., Liu, J., Yu, Z., Zhang, B., Gao, G., Jiao, R. TALEN or Cas9 rapid, efficient and specific choices for genome modifications [Text] / C. Wei, J. Liu, Z. Yu, B. Zhang, G. Gao, R. Jiao // Journal of genetics and genomics., 2013. - 40. - P. 281-289
Waryah, C. B., Moses, C., Arooj, M., Blancafort, P. Zinc fingers, TALEs, and CRISPR systems: a comparison of tools for epigenome editing [Text] / C. B. Waryah, C. Moses, M. Arooj, P. Blancafort // Epigenome editing: methods and protocols., 2018. - None. - P. 19-63
Sandhya, D., Jogam, P., Allini, V. R., Abbagani, S., Alok, A. The present and potential future methods for delivering CRISPR-Cas9 components in plants [Text] / D. Sandhya, P. Jogam, V. R. Allini, S. Abbagani, A. Alok // Journal of Genetic Engineering and Biotechnology., 2020. - 18. - P. 25
Ozyigit, I. I., Yucebilgili Kurtoglu, K. Particle bombardment technology and its applications in plants [Text] / I. I. Ozyigit, K. Yucebilgili Kurtoglu // Molecular biology reports., 2020. - 47. - P. 9831-9847
Liang, Z., Chen, K., Zhang, Y., Liu, J., Yin, K., Qiu, J., Gao, C. Genome editing of bread wheat using biolistic delivery of CRISPR-Cas9 in vitro transcripts or ribonucleoproteins [Text] / Z. Liang, K. Chen, Y. Zhang, J. Liu, K. Yin, J. Qiu, C. Gao // Nature protocols., 2018. - 13. - P. 413-430
Svitashev, S., Young, J. K., Schwartz, C., Gao, H., Falco, S. C., Cigan, A. M. Targeted mutagenesis, precise gene editing, and site-specific gene insertion in maize using Cas9 and guide RNA [Text] / S. Svitashev, J. K. Young, C. Schwartz, H. Gao, S. C. Falco, A. M. Cigan // Plant physiology., 2015. - 169. - P. 931-945
Andersson, M., Turesson, H., Olsson, N., Falt, A., Ohlsson, P., Gonzalez, M. N., Samuelsson, M., Hofvander, P. Genome editing in potato via CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein delivery [Text] / M. Andersson, H. Turesson, N. Olsson, A. Falt, P. Ohlsson, M. N. Gonzalez, M. Samuelsson, P. Hofvander // Physiologia plantarum., 2018. - 164. - P. 378-384
Murovec, J., Gucek, K., Bohanec, B., Avbelj, M., Jerala, R. DNA-free genome editing of Brassica oleracea and B. rapa protoplasts using CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein complexes [Text] / J. Murovec, K. Gucek, B. Bohanec, M. Avbelj, R. Jerala // Frontiers in Plant Science., 2018. - 9. - P. 1594
Ghorui, A., Baksi, S. CRISPR-Cas9 Technology: Challenges and drawbacks. [Text] / A. Ghorui, S. Baksi // Journal of Advanced Zoology., 2023. - 44.
Xing, H., Dong, L., Wang, Z., Zhang, H., Han, C., Liu, B., Wang, X., Chen, Q. A CRISPR-Cas9 toolkit for multiplex genome editing in plants [Text] / H. Xing, L. Dong, Z. Wang, H. Zhang, C. Han, B. Liu, X. Wang, Q. Chen // BMC plant biology., 2014. - 14. - P. 1-12
Kaur, N., Alok, A., Shivani, n., Kaur, N., Pandey, P., Awasthi, P., Tiwari, S. CRISPR-Cas9-mediated efficient editing in phytoene desaturase (PDS) demonstrates precise manipulation in banana cv. Rasthali genome [Text] / N. Kaur, A. Alok, n. Shivani, N. Kaur, P. Pandey, P. Awasthi, S. Tiwari // Functional & integrative genomics., 2018. - 18. - P. 89-99
Mahmood, M. A., Naqvi, R. Z., Rahman, S. U., Amin, I., Mansoor, S. Plant virus-derived vectors for plant genome engineering [Text] / M. A. Mahmood, R. Z. Naqvi, S. U. Rahman, I. Amin, S. Mansoor // Viruses., 2023. - 15. - P. 531
Varanda, C. M., Felix, M. d. R., Campos, M. D., Patanita, M., Materatski, P. Plant viruses: from targets to tools for CRISPR [Text] / C. M. Varanda, M. d. R. Felix, M. D. Campos, M. Patanita, P. Materatski // Viruses., 2021. - 13. - P. 141
Wang, W., Yu, Z., He, F., Bai, G., Trick, H. N., Akhunova, A., Akhunov, E. Multiplexed promoter and gene editing in wheat using a virus-based guide RNA delivery system [Text] / W. Wang, Z. Yu, F. He, G. Bai, H. N. Trick, A. Akhunova, E. Akhunov // Plant Biotechnology Journal., 2022. - 20. - P. 2332-2341
Montgomery, M. K., Fire, A. Double-stranded RNA as a mediator in sequence-specific genetic silencing and co-suppression [Text] / M. K. Montgomery, A. Fire // Trends in Genetics., 1998. - 14. - P. 255-258
Hearne, P. Q., Knorr, D. A., Hillman, B. I., Morris, T. J. The complete genome structure and synthesis of infectious RNA from clones of tomato bushy stunt virus [Text] / P. Q. Hearne, D. A. Knorr, B. I. Hillman, T. J. Morris // Virology., 1990. - 177. - P. 141-151
Altschul, S. F., Gish, W., Miller, W., Myers, E. W., Lipman, D. J. Basic local alignment search tool [Text] / S. F. Altschul, W. Gish, W. Miller, E. W. Myers, D. J. Lipman // Journal of molecular biology., 1990. - 215. - P. 403-410
Schindelin, J., Rueden, C. T., Hiner, M. C., Eliceiri, K. W. The ImageJ ecosystem: An open platform for biomedical image analysis [Text] / J. Schindelin, C. T. Rueden, M. C. Hiner, K. W. Eliceiri // Molecular reproduction and development., 2015. - 82. - P. 518-529
Garabagi, F., Gilbert, E., Loos, A., McLean, M. D., Hall, J. C. Utility of the P 19 suppressor of gene-silencing protein for production of therapeutic antibodies in N icotiana expression hosts [Text] / F. Garabagi, E. Gilbert, A. Loos, M. D. McLean, J. C. Hall // Plant Biotechnology Journal., 2012. - 10. - P. 1118-1128
Chiong, K. T., Cody, W. B., Scholthof, H. B. RNA silencing suppressor-influenced performance of a virus vector delivering both guide RNA and Cas9 for CRISPR gene editing [Text] / K. T. Chiong, W. B. Cody, H. B. Scholthof // Scientific Reports., 2021. - 11. - P. 6769
REFERENCES
Gostimskaya, I. CRISPR-cas9: A history of its discovery and ethical considerations of its use in genome editing [Text] / I. Gostimskaya // Biochemistry (Moscow)., 2022. - 87. - P. 777-788
Wright, D. A., Li, T., Yang, B., Spalding, M. H. TALEN-mediated genome editing: prospects and perspectives [Text] / D. A. Wright, T. Li, B. Yang, M. H. Spalding // Biochemical Journal., 2014. - 462. - P. 15-24
Carroll, D. Genome engineering with zinc-finger nucleases [Text] / D. Carroll // Genetics., 2011. - 188. - P. 773-782
Wei, C., Liu, J., Yu, Z., Zhang, B., Gao, G., Jiao, R. TALEN or Cas9 rapid, efficient and specific choices for genome modifications [Text] / C. Wei, J. Liu, Z. Yu, B. Zhang, G. Gao, R. Jiao // Journal of genetics and genomics., 2013. - 40. - P. 281-289
Waryah, C. B., Moses, C., Arooj, M., Blancafort, P. Zinc fingers, TALEs, and CRISPR systems: a comparison of tools for epigenome editing [Text] / C. B. Waryah, C. Moses, M. Arooj, P. Blancafort // Epigenome editing: methods and protocols., 2018. - None. - P. 19-63
Sandhya, D., Jogam, P., Allini, V. R., Abbagani, S., Alok, A. The present and potential future methods for delivering CRISPR-Cas9 components in plants [Text] / D. Sandhya, P. Jogam, V. R. Allini, S. Abbagani, A. Alok // Journal of Genetic Engineering and Biotechnology., 2020. - 18. - P. 25
Ozyigit, I. I., Yucebilgili, K. Particle bombardment technology and its applications in plants [Text] / I. I. Ozyigit, K. Yucebilgili K. // Molecular biology reports., 2020. - 47. - P. 9831-9847
Liang, Z., Chen, K., Zhang, Y., Liu, J., Yin, K., Qiu, J., Gao, C. Genome editing of bread wheat using biolistic delivery of CRISPR-Cas9 in vitro transcripts or ribonucleoproteins [Text] / Z. Liang, K. Chen, Y. Zhang, J. Liu, K. Yin, J. Qiu, C. Gao // Nature protocols., 2018. - 13. - P. 413-430
Svitashev, S., Young, J. K., Schwartz, C., Gao, H., Falco, S. C., Cigan, A. M. Targeted mutagenesis, precise gene editing, and site-specific gene insertion in maize using Cas9 and guide RNA [Text] / S. Svitashev, J. K. Young, C. Schwartz, H. Gao, S. C. Falco, A. M. Cigan // Plant physiology., 2015. - 169. - P. 931-945
Andersson, M., Turesson, H., Olsson, N., Falt, A., Ohlsson, P., Gonzalez, M. N., Samuelsson, M., Hofvander, P. Genome editing in potato via CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein delivery [Text] / M. Andersson, H. Turesson, N. Olsson, A. Falt, P. Ohlsson, M. N. Gonzalez, M. Samuelsson, P. Hofvander // Physiologia plantarum., 2018. - 164. - P. 378-384
Murovec, J., Gucek, K., Bohanec, B., Avbelj, M., Jerala, R. DNA-free genome editing of Brassica oleracea and B. rapa protoplasts using CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein complexes [Text] / J. Murovec, K. Gucek, B. Bohanec, M. Avbelj, R. Jerala // Frontiers in Plant Science., 2018. - 9. - P. 1594
Ghorui, A., Baksi, S. CRISPR-Cas9 Technology: Challenges and drawbacks. [Text] / A. Ghorui, S. Baksi // Journal of Advanced Zoology., 2023. - 44.
Xing, H., Dong, L., Wang, Z., Zhang, H., Han, C., Liu, B., Wang, X., Chen, Q. A CRISPR-Cas9 toolkit for multiplex genome editing in plants [Text] / H. Xing, L. Dong, Z. Wang, H. Zhang, C. Han, B. Liu, X. Wang, Q. Chen // BMC plant biology., 2014. - 14. - P. 1-12
Kaur, N., Alok, A., Shivani, n., Kaur, N., Pandey, P., Awasthi, P., Tiwari, S. CRISPR-Cas9-mediated efficient editing in phytoene desaturase (PDS) demonstrates precise manipulation in banana cv. Rasthali genome [Text] / N. Kaur, A. Alok, n. Shivani, N. Kaur, P. Pandey, P. Awasthi, S. Tiwari // Functional & integrative genomics., 2018. - 18. - P. 89-99
Mahmood, M. A., Naqvi, R. Z., Rahman, S. U., Amin, I., Mansoor, S. Plant virus-derived vectors for plant genome engineering [Text] / M. A. Mahmood, R. Z. Naqvi, S. U. Rahman, I. Amin, S. Mansoor // Viruses., 2023. - 15. - P. 531
Varanda, C. M., Felix, M. d. R., Campos, M. D., Patanita, M., Materatski, P. Plant viruses: from targets to tools for CRISPR [Text] / C. M. Varanda, M. d. R. Felix, M. D. Campos, M. Patanita, P. Materatski // Viruses., 2021. - 13. - P. 141
Wang, W., Yu, Z., He, F., Bai, G., Trick, H. N., Akhunova, A., Akhunov, E. Multiplexed promoter and gene editing in wheat using a virus-based guide RNA delivery system [Text] / W. Wang, Z. Yu, F. He, G. Bai, H. N. Trick, A. Akhunova, E. Akhunov // Plant Biotechnology Journal., 2022. - 20. - P. 2332-2341
Montgomery, M. K., Fire, A. Double-stranded RNA as a mediator in sequence-specific genetic silencing and co-suppression [Text] / M. K. Montgomery, A. Fire // Trends in Genetics., 1998. - 14. - P. 255-258
Hearne, P. Q., Knorr, D. A., Hillman, B. I., Morris, T. J. The complete genome structure and synthesis of infectious RNA from clones of tomato bushy stunt virus [Text] / P. Q. Hearne, D. A. Knorr, B. I. Hillman, T. J. Morris // Virology., 1990. - 177. - P. 141-151
Altschul, S. F., Gish, W., Miller, W., Myers, E. W., Lipman, D. J. Basic local alignment search tool [Text] / S. F. Altschul, W. Gish, W. Miller, E. W. Myers, D. J. Lipman // Journal of molecular biology., 1990. - 215. - P. 403-410
Schindelin, J., Rueden, C. T., Hiner, M. C., Eliceiri, K. W. The ImageJ ecosystem: An open platform for biomedical image analysis [Text] / J. Schindelin, C. T. Rueden, M. C. Hiner, K. W. Eliceiri // Molecular reproduction and development., 2015. - 82. - P. 518-529
Garabagi, F., Gilbert, E., Loos, A., McLean, M. D., Hall, J. C. Utility of the P 19 suppressor of gene-silencing protein for production of therapeutic antibodies in N icotiana expression hosts [Text] / F. Garabagi, E. Gilbert, A. Loos, M. D. McLean, J. C. Hall // Plant Biotechnology Journal., 2012. - 10. - P. 1118-1128
Chiong, K. T., Cody, W. B., Scholthof, H. B. RNA silencing suppressor-influenced performance of a virus vector delivering both guide RNA and Cas9 for CRISPR gene editing [Text] / K. T. Chiong, W. B. Cody, H. B. Scholthof // Scientific Reports., 2021. - 11. - P. 6769
