פיתוח קסטת T-DNA בעלת יכולת הוצאה עצמית באמצעות CPF1 לטיפוח צמחים
מחקר מס' 19
חוקרי הפרוייקט: פרופ' אברהם לוי, פרופ' מרטין גולדוויי וד"ר אמיר רז

הדרך הנפוצה ביותר כיום לטרנפורמציה לצמחים היא באמצעות הדבקה באגרובקטריום, אולם החדרה של ה-T-DNA לגנום הצמחים מסווגת אותם כצמחים מהונדסים גנטית (Genetic Modify Organism – GMO) שאינם מאושרים לגידול מסחרי במדינות רבות.

השימוש במערכת CRISPR-Cas9 להוצאת ה-T-DNA על ידי תכנון gRNAs לקצוות הקסטה כבר הוצע בעבר, אולם אופי החיתוך של Cas9 לאורך אתר ההכרה שלו משאיר כ 20-30 בסיסים של DNA זר באתר התיקון. אנחנו מציעים להשתמש באנזים CPF1 לצורך הוצאת קסטת ה-T-DNA. שלא כמו Cas9, אנזים זה מבצע את חיתוך ה-DNA בקצה ה-3 של אתר המטרה (בעוד ה-PAM נמצא בקצה ה-5), מה שמעלה משמעותית את הסיכוי לקבלת תיקון "נקי" מכל רצף זר. כך, באמצעות תכנון מוקפד של gRNAs אל גבולות הקסטה (בנוסף לגן המטרה) נוכל ליצור קסטת T-DNA גנרית המוציאה את עצמה מהגנום. בשלב ראשון נבחן את יעילות הוצאת הקסטה על ידי שלושה וריאנטים שונים של CPF1 באמצעות הכלאה של צמחי עגבנייה M82 הנושאים את האנזים ו-gRNAs כנגד גבולות קסטה הנושאת את המסלול הביוסנטטי לבטלאין ונמצאת בעגבניית מיקרוטום ומקנה לה צבע סגול. איבוד הצבע הסגול בצאצאי ההכלאה ילמד על הוצאה של הקסטה.

בשלב שני, ניצור קסטה גנרית המכילה את הגן המדווח GFP, האנזים המצטיין, gRNAs כנגד גבולות הקסטה ו-gRNA נוסף כנגד הגן CRTISO (יוצר פנוטיפ כתום בעגבנייה). עגבנייה כתומה ללא זהירה של GFP תוכיח את עריכת גן המטרה והוצאת הקסטה מהגנום.

פרופ' אברהם לוי
חוקר הפרוייקט

הפקולטה לביוכימיה,
מכון ויצמן למדע.

תחומי מחקר:

  • הקשר בין שינויים אפיגנטיים ומנגנוני תחזוקת של שלמות הגנום.
  • בנוסף, אנו רותמים מנגנוני תיקון DNA לפיתוח גישות חדשות לעריכה מדויקת של גנום צמחי.

פרופ' מרטין גולדוויי
חוקר הפרוייקט

מכון מיגל קריית שמונה והמכללה האקדמית תל חי.

תחומי מחקר:

  • האבקה והפריה בוורדניים (תפוח, אגס, משמש, שסק ושזיף) ואבוקדו.
  • הבשלה קלימקטרית.
  • פיתוח שיטות טרנספורמציה לעצים.

ד"ר אמיר רז
חוקר הפרוייקט

מכון מיגל קריית שמונה והמכללה האקדמית תל חי.

דוא"ל: amirr@migal.org.il

טלפון: 972-50-3231267+

תחומי מחקר:

  • האבקה והפריה בוורדניים (תפוח, אגס, משמש, שסק ושזיף) ואבוקדו.
  • הבשלה קלימקטרית.
  • פיתוח שיטות טרנספורמציה לעצים.

שותפים למחקר:

רידא חבשי
סטודנט לדוקטורט

מוסד:
המכון למדעי הצמח וגנטיקה בחקלאות, הפקולטה לחקלאות מזון וסביבה ע"ש רוברט ה. סמית, האוניברסיטה העברית בירושלים.