Chinese en Israëlische wetenschappers ontwikkelen nieuwe grootschalige aanpak voor genbewerking

Een internationale samenwerking heeft de grenzen van CRISPR verlegd door 'bibliotheken' te creëren die duizenden genen in planten zoals tomaten kunnen bewerken, met belangrijke gevolgen voor de landbouw en de wereldwijde voedselzekerheid.

De Universiteit van Tel Aviv (TAU) kondigde maandag een doorbraak in genetische manipulatie aan: Israëlische en Chinese wetenschappers hebben een nieuwe genbewerkingstechnologie ontwikkeld die een revolutie belooft teweeg te brengen in grootschalige bewerking van hele genfamilies in planten. Deze nieuwe aanpak verbetert de reikwijdte en efficiëntie van de momenteel gebruikte CRISPR-methoden aanzienlijk.

Tot nu toe waren CRISPR-methodologieën beperkt in het aantal genen dat bewerkt kon worden. Ook kampte men met het probleem van 'genetische redundantie'. Dit probleem doet zich voor bij het feit dat vergelijkbare genen elkaar niet kunnen compenseren, wat de effectiviteit van de gewenste bewerkingen belemmert.

Onderzoekers van TAU, de University of Chinese Academy of Sciences en het Israëlische agritechbedrijf NetaGenomiX hebben de handen ineengeslagen om deze barrières te overwinnen. Het team heeft een innovatief algoritme ontworpen dat CRISPR-"bibliotheken" kan bouwen: tools die duizenden gerelateerde genen tegelijkertijd kunnen targeten en bewerken .

Het team creëerde maar liefst 15.000 unieke CRISPR-eenheden en gebruikte deze om genen in meer dan 1.300 tomatenplanten te bewerken. Het doel was om te monitoren hoe de genetische veranderingen specifieke planteigenschappen beïnvloedden, zoals zoetheid, vorm en ziekteresistentie .

De resultaten van dit baanbrekende onderzoek, gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature Communications , toonden een opmerkelijk succes. Sommige van de gemodificeerde planten produceerden vruchten met significant hogere of lagere suikergehaltes dan normaal, afhankelijk van de doelen van de bewerking . Het experiment bevestigde ook het vermogen van de nieuwe methodologie om de smaak, vorm, grootte en ziekteresistentie van tomaten succesvol te veranderen.

De onderzoekers zeggen dat ze al bezig zijn met de toepassing van deze innovatieve methode op andere belangrijke landbouwgewassen, waaronder rijst. Ze verwachten dat deze nieuwe aanpak een substantiële bijdrage zal leveren aan de ontwikkeling van betere en veerkrachtigere gewasvariëteiten die kunnen voldoen aan de uitdagingen van klimaatverandering en de groeiende wereldwijde vraag naar voedsel .

Deze wetenschappelijke samenwerking tussen China en Israël vormt een belangrijke stap voorwaarts voor genetische manipulatie in de landbouw en opent nieuwe mogelijkheden om de voedselproductie en de duurzaamheid van de landbouw wereldwijd te verbeteren.

Omslagafbeelding gemaakt met de steun van Gemini