Les éditeurs de bases de cytosine et d’adénosine (CBE et ABE) font partie intégrante de la sélection moléculaire et permettent une modification précise des polymorphismes mononucléotidiques (SNP) des plantes, qui sont cruciaux pour les caractères agronomiques et l’évolution des espèces. Malgré leur succès dans des cultures comme le riz, le maïs et la pastèque, leur portée se limite à ces deux types de substitutions de bases.
Les développements récents dans les cellules de mammifères avec le CGBE (éditeur de base C-to-G) sont prometteurs pour étendre cette capacité. Cependant, des défis persistent pour atteindre une efficacité élevée et une application plus large chez les espèces végétales, en particulier dans les cultures comme la pastèque, où les substitutions de SNP ont un impact significatif sur l’évolution des caractères. La recherche actuelle se concentre sur le développement de CGBE efficaces adaptés à la pastèque, dans le but d’élargir la portée de l’édition de bases dans la sélection moléculaire végétale.
L’article, intitulé « Développement d’un éditeur de base CGBE hautement efficace dans la pastèque », a été publié. publié dans Recherche horticole.
Dans cette étude, un processus d’optimisation en deux étapes a été utilisé pour développer un éditeur de base de cytosine en guanine (CGBE) spécifiquement adapté à la pastèque, intégrant la désaminase humaine APOBEC3A (hA3A) et Arabidopsis UNG. Initialement, les hA3A-CBE ont été conçus pour induire des substitutions de bases C vers G ainsi qu’une édition C vers T. Divers promoteurs, tels que AtUbi, 2 × 35S et AtRps5a, ont été testés pour piloter l’expression de la protéine de fusion hA3A-nCas9 (D10A)-UGI optimisée pour les codons d’Arabidopsis.
Des plants de pastèque transgéniques ont été générés à l’aide de quatre sgARN ciblant trois gènes de pastèque (ClALS1, ClDA1 et ClEOD1). Les résultats ont montré que les CBE basés sur le promoteur AtUbi et 2 × 35S atteignaient des efficacités d’édition C vers T élevées (27,0 % et 93,4 %, respectivement), tandis que certains échantillons présentaient également des transversions C vers G, probablement en raison de la reconnaissance. et excision des mutations C vers U par UNG endogène.
Pour améliorer l’applicabilité des techniques d’édition de base dans la pastèque, l’étude a développé un éditeur CGBE efficace (SCGBE2.0) en supprimant l’unité inhibiteur de l’uracile glycosylase (UGI) du hA3A-CBE couramment utilisé et en ajoutant une uracile-ADN glycosylase (UNG). composant.
Les résultats obtenus à partir de plants de pastèque transformés de manière stable ont montré que SCGBE2.0 était efficace pour induire des mutations CG en position C5-C9 chez 43,2 % des plantes transgéniques (efficacité de conversion de base maximale de 46,1 %) et des mutations CA en position C4 dans 23,5 % des plantes transgéniques. plantes transgéniques (efficacité de conversion de base maximale de 45,9 %).
Cet éditeur a préféré les séquences NGG et NAG PAM, élargissant les possibilités de conversions C-to-G/A préférées par site dans la pastèque. De plus, les futures optimisations de SCGBE2.0 devraient se concentrer sur le rétrécissement de la fenêtre d’édition et la réduction de la formation d’indel afin d’améliorer la précision et l’efficacité de l’édition du génome de la pastèque.
Dans l’ensemble, ce nouveau système d’édition a permis d’obtenir des mutations C-to-G/A efficaces dans la pastèque, fournissant ainsi un outil d’édition de base efficace pour une modification précise des bases et une mutagenèse par saturation dirigée sur le site dans la pastèque. Cette percée dans le développement du CGBE améliore non seulement la portée de la sélection moléculaire de la pastèque, mais offre également de nouvelles voies de recherche sur d’autres plantes dicotylédones.
Plus d’information:
Dong Wang et al, Développement d’un éditeur de base CGBE hautement efficace dans la pastèque, Recherche horticole (2023). DOI : 10.1093/hr/uhad155