Przygotowanie upraw do celów terapeutycznych
Uprawy genetycznie modyfikowane (GM) zaprojektowano tak, aby uwydatnić określone cechy, takie jak odporność na herbicydy lub zwiększona zawartość składników odżywczych. Integracja DNA za pomocą rekombinacji homologicznej (celowanie genowe) jest głównym procesem modyfikacji roślin poprzez wprowadzenie genów w określonym miejscu w genomie docelowym. Stanowi ona potężne narzędzie inżynierii genetycznej i obejmuje rozerwanie, modyfikację lub podstawienie określonego genu. Celowanie genowe u roślin stopniowo staje się nową technologią produkcji białek o działaniu leczniczym. Jednak stosowanym obecnie metodom insercji i ekspresji genu brak precyzji, przez co częstym wynikiem jest utrata wprowadzonego genu lub stopniowa redukcja ekspresji. Optymalizacja tych technologii ma zasadnicze znaczenie, zwłaszcza gdy wymagane są wysokie poziomy ekspresji, jak w przypadku produkcji białek o działaniu leczniczym. W ramach projektu "Celowana integracja genów u roślin: wektory, mechanizmy i zastosowania do produkcji białek" (TAGIP) opracowano skuteczne sposoby celowanej integracji DNA oraz ekspresji genów u roślin. Przypadkowa integracja genów często prowadzi do wyciszenia. Aby rozwiązać tę kwestię uczestnicy projektu zastosowali technologię endonukleaz palca cynkowego, która wprowadza do genomu docelowego uszkodzenia obu nici DNA. Badacze wykorzystali enzym I-SceI do skutecznego wprowadzenia genów do genomu modelu rośliny rzodkiewnika. Dzięki temu możliwe było przeprowadzenie badania mechanizmów rekombinacji DNA, naprawy DNA oraz celowania genowego u roślin. Ponadto przygotowano system kontrolowanej i ekspresji określonego genu przy użyciu genów, które oddziałują na strukturę chromatyny DNA. Wyniki uzyskane w ramach projektu znacząco przyczyniają się do rozumienia podstaw mechanizmów kontroli rekombinacji, naprawy i metylacji DNA u roślin. Dzięki postępom w technologii celowania genowego biotechnologia roślin stanie się alternatywą dla tradycyjnych środków farmaceutycznych.
