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Para genes de tomate, um mais um nem sempre faz dois
As variaa§aµes genanãticas nos tomates podem influenciar a maneira como uma mutaa§a£o especa­fica afeta a planta. Ele estãotrabalhando para ser capaz de prever os efeitos das mutaa§aµes em diferentes variedades de tomate.
Por Cold Spring Harbor Laboratory - 12/04/2021


Diferentes combinações de mutações podem afetar o tamanho dos tomates de forma imprevisível. Nesta imagem, a primeira coluna mostra um tomate não mutado (WT). A segunda e terceira colunas mostram tomates com uma única mutação em uma regia£o do promotor (R1 ou R4) para o gene de tamanho de fruta SlCV3. As mutações individuais tem pouco efeito no tamanho do fruto. Mas a combinação dessas duas mutações (R1 + R4) produz um fruto muito maior. Crédito: Xingang Wang / Lippman lab, CSHL / 2021

Tanto as pessoas quanto os tomates tem formas e tamanhos diferentes. Isso ocorre porque cada indiva­duo tem um conjunto aºnico de variações genanãticas - mutações - que afetam o modo como os genes agem e funcionam. Somadas, milhões de pequenas variações genanãticas tornam difa­cil prever como uma determinada mutação afetara¡ qualquer indiva­duo. O professor do Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) e o investigador do Howard Hughes Medical Institute, Zach Lippman, mostraram como as variações genanãticas nos tomates podem influenciar a maneira como uma mutação especa­fica afeta a planta. Ele estãotrabalhando para ser capaz de prever os efeitos das mutações em diferentes variedades de tomate.

"O verdadeiro Santo Graal em tudo isso para o melhoramento de safras éa previsibilidade. Se eu mudar essa sequaªncia, vou conseguir esse efeito. Porque existe um mar de outras variantes que a natureza acumulou perto da mutação que vocêestãoplanejando, bem como espalhados por todo o genoma, muitos dos quais podem estar influenciando a mutação especa­fica que vocêestãocriando. "


Neste estudo, Lippman e sua equipe usaram CRISPR, uma ferramenta de edição de genes altamente precisa e direcionada, em dois genes de tomate que controlam o tamanho da fruta, SlCV3 e SlWUS. Eles geraram mais de 60 mutantes de tomate removendo pequenos pedaço s de DNA nas regiaµes promotoras, áreas próximas aos genes que controlam sua expressão. Em alguns casos, as mutações individuais aumentaram um pouco o tamanho dos tomates . Alguns pares de mutações não mudaram o tamanho dos frutos. Algumas combinações sinanãrgicas causaram um aumento drama¡tico e imprevisível no tamanho da fruta. Lippman diz:

"O verdadeiro Santo Graal em tudo isso para o melhoramento de safras éa previsibilidade. Se eu mudar essa sequaªncia, vou conseguir esse efeito. Porque existe um mar de outras variantes que a natureza acumulou perto da mutação que vocêestãoplanejando, bem como espalhados por todo o genoma, muitos dos quais podem estar influenciando a mutação especa­fica que vocêestãocriando. "

Esta gama de interações para quaisquer duas mutações modela as consequaªncias de uma única mutação ocorrendo em diferentes origens genanãticas. O efeito écompara¡vel a queles encontrados em algumas doenças humanas, onde algumas pessoas podem ter certas mutações pré-existentes que as protegem de mutações causadoras de doena§as.

Lippman e sua equipe continuara£o quantificando como as mutações individuais e combinadas afetam certas caracteri­sticas da cultura. Atéagora, eles mediram as interações entre duas mutações individuais , mas os genomas tem milhões de variações. Lippman espera estudar interações mensura¡veis ​​suficientes para tornar a criação mais previsível e eficiente.

O estudo foi publicado na Nature Plants .

 

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