Tuần tin khoa học 509 (19-25/12/2016)

Protein ERFs của cà chua tươi sống kháng được Botrytis cinerea

ERFs (Ethylene-Responsive Factors) là họ protein lớn đóng vai trò TF (transcriptional factors) trong hệ miễn dịch của thực vật. Bệnh mốc xám cà chua do nấm Botrytis cinerea gây ra, là bệnh nghiêm trọng đa doạn ngành sản xuất cà chua toàn thế giới. Tuy nhiên, người ta biết rất ít về cơ chế miễn dịch đối với bệnh do nấm B. cinerea trên cà chua. Các nhà khoa học của ĐH Zhejiang, đứng đầu là Zhijang Ouyang, đã phân tích các thành viên của nhóm B3 trong họ protein cà chua ERF thông qua kỹ thuật làm câm gen của virus: VIGS (virus-induced gen silencing). Thí nghiệm được thực hiện để xác định những ERFs giả định bao gồm protein kháng bệnh Botrytis cinerea. Sự làm câm gen của cả hai SlERF.B1 hoặc SlERF.C2  đều gây nên ảnh hưởng gây chết (lethal effect), trong khi làm câm gen của SlERF.A3 đã ức chế đáng kể sự tăng trưởng sinh thực của cây cà chua. Quan trọng hơn là, làm câm gen của SlERF.A1, SlERF.A3, SlERF.B4 hoặc SlERF.C3 làm cho mức độ nhiễm bệnh tăng lên đối với nấm B. cinerea và làm dễ dành hơn sự thể hiện  của những gen có chức năng phòng vệ. Sự thể hiện của bốn ERFs được quan sát do kích hoạt của  B. cinerea và những kích thích tố truyền tín hiệu bảo vệ cây. Hơn nữa, việc làm câm gen của SlERF.A3 còn làm giảm tính kháng với vi khuẩn Pseudomonas syringae pv. tomato. Kết quả cho thấy SlERF.A1, SlERF.B4, SlERF.C3, và SlERF.A3, có vai trò quan trọng trong tính kháng của cà chua với nấm B. cinerea. Xem Frontiers in Plant Science.

Đánh giá lại những gen có liên quan đến năng suất lúa thông qua thao tác kỹ thuật CRISPR

Hệ thống CRISPR/Cas9 đã và đang được áp dụng thành công như một công cụ hữu hiệu trong chỉnh sửa genome (genome editing) của mốt số loài cây trồng. Các nhà khoa học thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học Trung Quốc thực hiện một nghiên cứu nhằm mục đích áp dụng hệ thống CRISPR/Cas9 để đột biến những gen đã được báo cáo rằng đóng vai trò như những regulators của số hạt trên bông (Gn1a), kiến trúc gié lúa (DEP1), kích cỡ hạt thóc (GS3), và kiến trúc cây lúa (IPA1). Phân tích thế hệ con lai đầu tiên của cây chuyển gen (T₀) cho thấy hệ thống CRISPR/Cas9 tỏ ra có hiệu quả trong việc kích hoạt công nghệ chỉnh sửa gen đích, với những gen mong muốn được sửa 42,5% (Gn1a), 67,5% (DEP1), 57,5% (GS3), và 27,5% (IPA1) trong cây lúa chuyển gen. Thế hệ T₂ của cây có gen gn1a, dep1, và gs3 thể hiện kiểu hình số hạt tăng, bông lúa mọc thẳng và dầy,  kích cỡ hạt thóc to hơn, theo thứ tự. Cây nửa lùn và hạt thóc có rây dài cũng được quan sát trên cây đột biến dep1 và gs3, theo thứ tự. Tuy nhiên, đột biến ipa1 biểu hiện hai kiểu hình trái ngược nhau, có cả kiểu hình đẻ nhánh yếu và kiểu hình đẻ nhánh khỏe, tùy theo sự thay đổi bị ảnh hưởng bởi môi trường cụ thể nào đó. Các dữ liệu này minh chứng rằng có nhiều regulators (phân tử đóng vai trò điều tiết) của những tính trạng nông học quan trọng có thể bị cải biên ngay trong một giống lúa, thông qua thao tác hệ thống CRISPR/Cas9, nó cũng chứng minh rằng kết quả giúp cho việc nghiên cứu hệ thống điều tiết thể hiện gen phức tạp và dồn các gen vào một giống (stacking) điều kiển những tính trạng quan trọng của cây lúa. Xem Frontiers in Plant Science.

Hình 1. Những đột biến gn1a được kích hoạt bởi CRISPR/Cas9 và các kiểu hình của chúng

Thế hệ loài chim được chỉnh sửa gen bằng kỹ thuật “Sperm Transfection Assisted Gene Editing” (STAGE)

Phát triển loài chim biến đổi gen và loài chim chỉnh sửa gen được sử dụng ít nhất hai thế hệ trước khi đạt được một “germline” hoàn thiện, biểu hiện chim “transgenic” hoặc chim “gene-editing”. Do vậy, một phương pháp cần thiết được phát triển để tạo ra chim “transgenic” hoặc chim “gene editing” trong thế hệ đầu tiên sẽ tiết kiện thời gian và nguồn lực khá nhiều. Một nhóm các nhà khoa học thuộc “Australian Animal Health Laboratory”, đứng đầu là Caitlin A. Cooper, đã phát triển một phương pháp sử dụng tinh trùng như một cơ chế truyền đi đối với các vectors thực hiện “gene editing”, có tên là STAGE (Sperm Transfection-Assisted Gene Editing). Áp dụng STAGE, các tác giả đã tạo ra thành công phôi “knockout” GFP và gà “knockout” gen này, cũng giống phọi đột biến gen doublesex and mab-3 related transcription factor 1 (DMRT1) bằng hệ thống CRISPR/Cas9. Phương pháp này đạt hiệu quả 0 đến 26% với đa yếu tố như hiệu quả hướng đạo của CRISPR và sự ổn định của phân tử mRNA. Phương pháp này có thể làm đơn giản hơn kỹ thuật “gene editing” trong các loài chim. Xem Transgenic Research.

EFSA chia sẻ cơ sở dữ liệu thô về đánh giá rủi ro của glyphosate

 Tổ chức EFSA (European Food Safety Authority) chia sẻ cơ sở dữ liệu thô trong đánh giá mức độ an toàn của Châu Âu đối với thuốc diệt cỏ glyphosate. Cơ sở dữ liệu thô này đã được gửi đến MEPs (European Parliament); người đã có yêu cầu chính thống muốn được xem thông tin này. Thông tin ấy bao gồm các dữ liệu thô nói về những nghiên cứu liên quan đến phát sinh độc tố và phát sinh  bệnh ung thư trong đánh giá chất glyphosate. Nó còn bao gồm phần kết luận của EFSA và những tư liệu gốc (dày hơn 6 nghìn trang).  Dr. Guilhem de Seze, Giám Đốc Cơ Quan Quản Lý Sản Phẩm của EFSA, nói rằng:, "EFSA hoàn toàn được cam kết trong sự mở rộng cách đánh giá rủi ro và hoàn toàn chào đón cơ hội này nhằm gia tăng tính minh bạch khi đánh giá glyphosate." Xem EFSA.