פרסומים

ד"ר שמואל בוקובזא

המאמר מתאר את תהליך של ייעול עריכה גנומית בטבק אלוטרפלואידי. ייעול של תצורת T-DNA הושג על ידי שילוב של פרומוטר UBIQUITIN10 וקומפלקס tRNA–sgRNA. נתונים אלה מספקים מידע רב ערך כדי לשפר עיצובים עתידיים של ווקטורים לעריכת גנים בצמחים ולסלול את הדרך לפרויקטים בעלי ערך במיני סולניים שאינם צמחי מודל.

ד"ר שמואל בוקובזא וד"ר דני אשל

ד"ר דני אשל

במאמר זה מוצגת שיטה יעילה לעריכת גנים נטולת DNA בפרוטופלסטים של תפוחי אדמה. השיטה פותחה באמצעות שימוש משולב של מקטעי DNA, פרומוטורים UBIQUITIN10 של מספר מיני צמחים, סלקצית קנאמיצין וביטוי יתר חולף של גורם שעתוק BBM.

 

ד"ר זיו שפיגלמן

מחלת קימחון (PM) עלולה לפגוע מאוד בגידולים שונים, כולל במשפחת הדלועיים. הדבקה מוצלחת של PM מסתמכת על משפחת גנים צמחיים – לוקוס עמידות O לקימחון (MLO), המקודדת גורמי רגישות החיוניים לחדירת פטריות פתוגניות לתא המארח. במלפפון, מוטציות טבעיות ב-CsaMLO8 מקנות עמידות לפתוגן PM Podosphaera xanthii. כאן, המחברים השתמשו בהצלחה במוטגנזה של CRISPR/Cas9 כדי ליצור עמידות ל-PM בזן של מלפפון 'אילן' הרגיש למחלה הקימחון.

פרופ' אברהם לוי

עריכת גנום ע"י CRISPR/Cas9 מסתמכת על תיקון נוטה לשגיאות של שברים ב DNA דו-גדילי (DSB). הבנת השראה של DSB הנגרמת על ידי CRISPR/Cas9 ודינמיקת התיקון דורשות מדידת קצב החיתוך ושל תיקון DSB מדויק, שמוגדר כמשתנה-נסתר של מכונות התיקון. כאן, אנו מציגים ערכת כלים מולקולרית וחישובית לכימות מרובבת של תוצרי ביניים של DSB ומוצרי תיקון על ידי ריצוף של מולקולה יחידה. באמצעות גישה זו, אפיינו את הדינמיקה של השראה, עיבוד ותיקון של DSB בלוקוסים אנדוגניים לאורך מסלול זמן של 72 שעות בפרוטופלסטים של עגבניות. שילוב של נתונים אלה עם מודלים קינטיים מגלה שצבירת מוטציות מסוג אינדל (indel) אינה משקפת בצורה מדויקת את יעילות השראת DSB עקב מעורבותה של תהליך תיקון מדויק המהווה 40-70% מכלל אירועי התיקון. בסך הכל, מערכת זו חושפת השתלשלות אירועים שלא נראתה בעבר בתהליך תיקון DSB בניתוק בין תהליכי השראה ותיקון. אנו ומניחים שלתיקון DSB מדויק ישנו תפקיד חיוני בהגבלת יעילות עריכת CRISPR בתאים סומטיים.

ד"ר גיא מחרז

מחקר זה מציג ביטוי גנים לאחר הובלתו של דנ"א לתאי צמחים על ידי ננו-חלקיקי חלבון. הובלת הדנ"א מתבצעת על ידי ננו-חלקיקי קזאין (CNP). פלסמיד מקודד לחלבון הפלורסנטי האדום DsRed שנספג אל פני השטח של ה-CNP על ידי אינטראקציה אלקטרוסטטית ומשמש כמודל במחקר זה, הביטוי של החלבון משמש לניטור הובלת הדנ"א. פוטנציאל הזטה של ה-CNP תלוי שינוי ה-pH כויל על ידינו כדי להשיג אינטראקציה אלקטרוסטטית מספקת בין ה-CNPs והפלסמיד DsRed כדי להשיג הובלת הדנ"א מוצלחת לתאי צמח המודל Nicotiana benthamiana. ה-CNPs עוברים שינוי קוולנטי עם צבע הפלורסנט הירוק 6-Aminofluorescein (6-AF) כדי לעקוב אחר מיקומם בצמח. כדי להעריך את יכולתם של ה-CNPs להעביר DNA לתאים, חודרו אל עלי N. benthamiana צימודים אלקטרוסטטיים של פלסמיד CNP/6-AF/DsRed. תוצאות מיקרוסקופ פלואורסצנטי קונפוקאלי הראו קליטה תוך-תאית וגרעינית מוצלחת של המצומדים ב-pH 4.5 וריכוז של 2 מ"ג mL-1 ב-CNPs: יחס פלסמיד DsRed של 1:0.01. ביטוי הגנים נבדק על ידי RT-PCR ו-qRT-PCR. ביטוי החלבון DsRed נצפה כ 24 שעות לאחר פילטרציה.

פרופ' אלכסנדר ויינשטיין

פרופ' אלכסנדר ויינשטיין

פליטת חומרי ריח נדיפים על ידי פרחים חשובה להאבקה מוצלחת וכתוצאה מכך, לרבייה. ניחוח פרחוני פטוניה (Petunia hybrida) מורכב בעיקר תוצרים נדיפים של מסלול פניל-פרופנואיד. במחקר זה, זיהינו ואיפיינו מווסת של ייצור ניחוח פטוניה: חלבון GRAS PHENYLPROPANOID EMISSION-REGULATING SCARECROW-LIKE (PES). ביטויו עלה בעלי כותרת במהלך התפתחות הניצנים והיה הגבוה ביותר בפרחים פתוחים. ביטוי יתר של PES הגביר את הייצור של חומרים נדיפים פרחוניים, בעוד שדיכויו הביא להפחתת ריח. הראינו ש-PES מגביר את הביטוי של גנים המקודדים לאנזימים של מסלולי פנילפרופנואיד ושיקימאט בעלי כותרת, ושל המווסת העיקרי של ביו-סינתזה נדיפה ODORANT1 על ידי הפעלת פרומוטור שלו. PES הוא אורתולוג של PHYTOCHROME A SIGNAL TRANSDUCTION 1 ב Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), המעורב בתגובות פיזיולוגיות לאור אדום רחוק (FR). ניתוחים של ההשפעת קרינה לא פוטוסינתטית (אור FR בעוצמה נמוכה) על חומרים נדיפים של פרחוני פטוניה גילו שאור FR הינו גורם מפעיל ריח (scent-activating factor). בעוד PHYTOCHROME A מווסת ביטוי גנים הקשורים לייצור ריח פרחוני באור FR, ההשפעתו של PES על ייצור נדיף לא לא תלוי רק באור FR.

פרופ' אלכסנדר ויינשטיין

בפטוניות מואבקות עש יצור של תרכובות הנדיפות מתחיל כאשר הפרח נפתח ומתרחש באופן קצבי במהלך היום, לשם האבקה מיטבית. כדי לאפיין את התגובה הטראנסקריפטומית ההתפתחותית יצרנו ספרייות של RNA-Seq עבור עלי כותרת של ניצני פרחים ובוגרים פרחים בבוקר ובערב. כ-70% טראנסקריפטים מצטברים בעלי כותרת הדגימו שינויים משמעותיים ברמות הביטוי בתגובה למעבר של פרחים מניצן בגודל 4.5 ס"מ לפרח יום אחד לאחר הניתוח (1DPA). בסך הכל, 44% מהטראנסקריפטים של עלי הכותרת שונים בבוקר לעומת עֶרֶב. השינויים הבאים לכדי ביטוי בבוקר/ערב הושפעו משלב התפתחות הפרח, עם תגובה גדולה פי 2.5 לשעות היום בפרחי 1DPA לעומת ניצנים. גנים הידועים כמקודדים לאנזימים במסלול ביו-סינתזה של תרכובות אורגניות נדיפות התבטאו חזק יותק בפרחי 1DPA לעומת ניצנים, במקביל לעלייה בייצור ריח. לאחר ניתוח מורחב של שינויים בתעתיק כותרת הכותרת, זוהה PhWD2 כגורם מפתח שקשור להיווצרות ניחוח. PhWD2 הוא חלבון שקיים באופן ייחודי בצמחים ויש לו שלושה אזורים מבניים: RING–kinase–WD40. דיכוי של PhWD2 (המכונה UPPER – Unique Plant PhEnylpropanoid Regulator) הביא לעלייה משמעותית ברמות של חומרים נדיפים הנפלטים ומצטברים בבריכות פנימיות, מה שמרמז על כך שהוא מבקר שלילי של ייצור ניחוח בפרחוני פטוניה.

פרופ' אברהם לוי

עריכת גנום ע"י CRISPR/Cas9 מסתמכת על תיקון נוטה לשגיאות של שברים ב DNA דו-גדילי (DSB). הבנת השראה של DSB הנגרמת על ידי CRISPR/Cas9 ודינמיקת התיקון דורשות מדידת קצב החיתוך ושל תיקון DSB מדויק, שמוגדר כמשתנה-נסתר של מכונות התיקון. כאן, אנו מציגים ערכת כלים מולקולרית וחישובית לכימות מרובבת של תוצרי ביניים של DSB ומוצרי תיקון על ידי ריצוף של מולקולה יחידה. באמצעות גישה זו, אפיינו את הדינמיקה של השראה, עיבוד ותיקון של DSB בלוקוסים אנדוגניים לאורך מסלול זמן של 72 שעות בפרוטופלסטים של עגבניות. שילוב של נתונים אלה עם מודלים קינטיים מגלה שצבירת מוטציות מסוג אינדל (indel) אינה משקפת בצורה מדויקת את יעילות השראת DSB עקב מעורבותה של תהליך תיקון מדויק המהווה 40-70% מכלל אירועי התיקון. בסך הכל, מערכת זו חושפת השתלשלות אירועים שלא נראתה בעבר בתהליך תיקון DSB בניתוק בין תהליכי השראה ותיקון. אנו ומניחים שלתיקון DSB מדויק ישנו תפקיד חיוני בהגבלת יעילות עריכת CRISPR בתאים סומטיים.