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Para genes de tomate, um mais um nem sempre faz dois
As variações genéticas nos tomates podem influenciar a maneira como uma mutação específica afeta a planta. Ele está trabalhando para ser capaz de prever os efeitos das mutações 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 região do promotor (R1 ou R4) para o gene de tamanho de fruta SlCV3. As mutações individuais têm 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 têm formas e tamanhos diferentes. Isso ocorre porque cada indivíduo tem um conjunto único de variações genéticas - mutações - que afetam o modo como os genes agem e funcionam. Somadas, milhões de pequenas variações genéticas tornam difícil prever como uma determinada mutação afetará qualquer indivíduo. O professor do Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) e o investigador do Howard Hughes Medical Institute, Zach Lippman, mostraram como as variações genéticas nos tomates podem influenciar a maneira como uma mutação específica afeta a planta. Ele está trabalhando 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 é a previsibilidade. Se eu mudar essa sequência, vou conseguir esse efeito. Porque existe um mar de outras variantes que a natureza acumulou perto da mutação que você está planejando, bem como espalhados por todo o genoma, muitos dos quais podem estar influenciando a mutação específica que você está criando. "


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 pedaços de DNA nas regiões 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 sinérgicas causaram um aumento dramático e imprevisível no tamanho da fruta. Lippman diz:

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

Esta gama de interações para quaisquer duas mutações modela as consequências de uma única mutação ocorrendo em diferentes origens genéticas. O efeito é comparável àqueles encontrados em algumas doenças humanas, onde algumas pessoas podem ter certas mutações pré-existentes que as protegem de mutações causadoras de doenças.

Lippman e sua equipe continuarão quantificando como as mutações individuais e combinadas afetam certas características da cultura. Até agora, eles mediram as interações entre duas mutações individuais , mas os genomas têm milhões de variações. Lippman espera estudar interações mensuráveis ​​suficientes para tornar a criação mais previsível e eficiente.

O estudo foi publicado na Nature Plants .

 

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