Araştırmacılar, ilk kez sürdürülebilir biyoenerji üretimi için gelecek vaat eden çok yıllık bir ürün olan miscanthus’ta hassas gen düzenlemeyi başarıyla gösterdiler.

Gelişmiş Biyoenerji ve Biyoürünler İnovasyon Merkezi’nden (CABBI) bir ekip, CRISPR/Cas9 kullanarak üç miscanthus türünün genomlarını düzenledi. Bu önceki yöntemlere göre yeni çeşitler geliştirmenin çok daha hedefli ve verimli bir yolu olarak görülmekte.

Biotechnology for Biofuels and Bioproducts’ta yayımlanan çalışma, Alabama’daki HudsonAlpha Biyoteknoloji Enstitüsündeki üç CABBI miscanthus araştırmacısı; Kankshita Swaminathan, Anthony Trieu, Mohammad Belaffif ve Biyoloji Profesörü Nancy Reichert tarafından yürütüldü.

Kankshita Swaminathan, 2020’de miscanthus genomunu dizileyen uluslararası bir ekibin eş liderliğini yaptı. Bu çalışma, yeni yollar keşfeden araştırmacılara bitkinin üretkenliğini en üst düzeye çıkarmak ve arzu edilen özellikleri için genetik temeli deşifre etmek adına bir yol haritası sağladı.

Miscanthus son derece uyarlanabilir ve büyütmesi kolay bir bitki. Zor arazilerde gelişebilir, sınırlı gübreleme gerektirir, kuraklığa ve düşük sıcaklıklara karşı yüksek toleransa sahiptir ve fotosentezin daha verimli C4 formunu kullanır.

CABBI ekibi, CRISPR/Cas9 kullanarak araştırmacıların miscanthus bitkilerindeki genleri seçici bir şekilde hedef alarak işlevlerini devre dışı bırakmasına veya değiştirmesine, aynı zamanda yeni genleri kesin konumlara sokmasına olanak tanıyan gen düzenleme prosedürleri geliştirdi. Bu hedefleme yeteneği, bu önemli biyokütle mahsulünün genetik gelişimi için yeni bir yol sunuyor.

CABBI araştırmacıları, limon beyazı 1 (lw1) genini, genetik değişikliklerin görsel olarak doğrulanması için yararlı bir hedef olarak tanımlayan Zea mays’ta (mısır) benzeri bir gen düzenlemesi üzerine inşa etti. Bu gen, yaprak rengini etkileyen klorofil ve karotenoid biyosentezinde yer alır ve önceki çalışmalar, lw1’in CRISPR/Cas9 yoluyla düzenlenmesinin soluk yeşil/sarı, çizgili veya beyaz yaprak fenotipleri verdiğini gösteriyor.

Bu çalışma, CABBI’nin özel kimyasallar gibi yeni biyo ürünler üretmek için belirli hammaddeleri (miscanthus, sorgum ve şeker kamışı) tasarlama misyonunu hedefliyor.

Swaminathan, konu ile ilgili şu açıklamalarda bulundu: “Dönüştürülebilir germ-plazmayı belirlemek, güvenilir dönüşüm yöntemleri geliştirmek ve miscanthus’ta gen düzenlemesini göstermek, miscanthus’ta yol mühendisliğine yönelik çok önemli adımlardır. Verimliliği artırmak, zor arazilerde sürekli büyümeyi sağlamak ve yağlar gibi özel kimyasallar üretmek için miscanthus’u hassas bir şekilde düzenlemeye yardımcı olacaktır. Bu araştırma, petrol bazlı enerjiye bağımlılığımızı azaltmaya birkaç adım daha yaklaşmamıza yardımcı oluyor.”

Derleyen: Tuğba Akkesen