Im Oktober 2023, BioDesign-Forschung veröffentlichte einen perspektivischen Artikel mit dem Titel „Auf dem Weg zur synthetischen Genomik in PflanzenDiese Studie konzentriert sich auf das aufstrebende Gebiet der synthetischen Pflanzengenomik und befasst sich mit der Komplexität des Zusammenbaus und der Konstruktion großer Genome, einer Aufgabe, die durch die Fülle an Transposons und die komplexen epigenetischen Regulierungen in mehrzelligen Eukaryoten zu einer Herausforderung wird.
Ausgehend vom Modellmoos Physcomitrium patens schlägt dieser Artikel einen neuen Bottom-up-Ansatz für die Genomsynthese in mehrzelligen Pflanzen vor. Dieses Moos ist aufgrund seiner Fähigkeiten zur homologen Rekombination, DNA-Abgabe und Regeneration ein idealer Kandidat und stellt einen Präzedenzfall für zukünftige Optimierungen in komplexeren Samenpflanzen dar.
Der Artikel geht auf technische Hürden ein und erörtert Herausforderungen wie die Genomassemblierung und Pflanzentransformation. Es bietet auch Einblicke in die Feinheiten der DNA-Synthese, indem es die erfolgreiche Entwicklung von Virus-, Bakterien- und Hefegenomen mithilfe von Bottom-up-Ansätzen anführt und das Potenzial für die Anwendung dieser Techniken auf komplexere Organismen untersucht.
Die Studie betont den Top-Down-Ansatz, der traditionell in der synthetischen Genomik von Pflanzen verwendet wird, und hebt jüngste Durchbrüche sowie Einschränkungen hervor, die für eine breitere Anwendung überwunden werden müssen. Es unterstreicht auch die Bedeutung der Bewältigung von Herausforderungen im Zusammenhang mit der Chromosomenassemblierung, der Etablierung funktioneller Zentromere, einer effizienten Transformation und Regeneration in Samenpflanzen.
Der Artikel schließt mit einem optimistischen Ausblick und legt nahe, dass Pflanzen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften und ethischen Überlegungen wahrscheinlich an der Spitze der Pioniere der Genomsynthese in mehrzelligen Organismen stehen werden. Die Erfahrungen und Erkenntnisse aus C. glauca werden bei der Anwendung dieser Techniken auf Saatpflanzen, einschließlich Nutzpflanzen, von unschätzbarem Wert sein.
Zusammenfassend öffnet dieser Artikel eine neue Tür auf dem Gebiet der synthetischen Biologie und bietet vielversprechende Wege für zukünftige biotechnologische Durchbrüche und ein tieferes Verständnis der Pflanzengenomik.
Mehr Informationen:
Yuling Jiao et al., Towards Plant Synthetic Genomics, BioDesign-Forschung (2023). DOI: 10.34133/bdr.0020