• Förberedelse av ett DNA-prov i laboratoriet
    Genomredigering

Genomredigering

Översikt

I ett nötskal
Begreppet genomredigering inkluderar ett antal metoder. De kan alla förändra de individuella DNA-byggstenarna på ett exakt och riktat sätt.

Fördelar
Många exempel visar att detta ger möjlighet att förädla fram nya växtsorter snabbare och mer exakt än någonsin tidigare.

Nackdelar
Socialt godkännande ännu ovisst

Utveckling
Tillämpning inom praktisk växtförädling sedan 2012.

Tillämpning hos KWS
KWS undersöker dessa innovativa metoders potential.

De nya förädlingsmetoderna kompletterar förädlarnas verktygslåda och ger ytterligare möjligheter att förbättra växtförädlingen. Följderna av klimatförändringen, nya svampinfektioner, önskan om mindre gödsling på åkern och jordbruksprodukter av hög kvalitet: med användning av de bäst lämpade förädlingsmetoderna kan växtförädlare reagera på alla dessa utmaningar och erbjuda nya sorter för ett hållbart jordbruk. Tack vare att de nya förädlingsmetoderna är så enkla att använda ser vi därför en stor potential i dem.

Nya förädlingsmetoder

Växtförädlingens historia började med urvalet av särskilt önskvärda egenskaper. Detta följdes av kors-, hybrid- och mutationsförädling och senare genteknik och markörassisterad förädling, bara för att nämna några tekniker. Denna utveckling var nödvändig för att ge nya lösningar till samhällets konstant ökande behov. Nu arbetar vi på att utöka möjligheterna.

kws_innovation_genome_editing_se.png

Video om genomredigering

En snabb överblick över metoderna för genomredigering

De nya teknikerna kan användas på flera olika sätt. Beroende på deras tillämpning kan en del producera genetiskt modifierade växter. Det är därför viktigt att utvärdera dessa tekniker på ett nyanserat sätt.

Zinkfinger, TALEN och CRISPR/Cas kan tillämpas på olika sätt. Varianterna 1 och 2 (se figur längre ner) är produkter av procedurer som inte innebär någon överföring av gener. Vårt schema visar hur växter förädlas med användning av de nya procedurerna.

CRISPR/Cas*

Till skillnad från TALEN och zinkfinger är ett nukleinsyraproteinkomplex ansvarigt för bindning och klyvning. Nukleinsyran känner igen var genomet bör klyvas. Proteinet är ansvarigt för den exakta DNA-klyvningen. Inga gener införlivas – varken från en främmande eller nära besläktad art. Mutationer skapas här också på fördefinierade ställen.

ODM*

Dessa nya metoder använder sig av oligonukleotider för att förändra individuella DNA-byggklossar på förutbestämda ställen i genomet. Resultatet är en mutation, en förändring i genomet (arvsmassan) så som det också sker i naturen.

Zinkfinger*.

På samma sätt som ODM skapas också mutationer på fördefinierade ställen. Proteiner (zinkfinger-nucleaser) som består av två funktionella områden används. Zinkfinger-delen av proteinet binds till den önskade genen i växtens arvsmassa. Nukleasdelen är ansvarig för den exakta DNA-klyvningen.

TALEN*

Precis som med zinkfinger är ett protein som består av två funktionella områden (DNA-bindande område och nukleas) ansvarigt för att känna igen en viss sekvens av det genetiska materialet och klyva DNA:t på detta ställe. Inga gener införlivas – varken från en främmande eller nära besläktad art. Mutationer skapas vid fördefinierade ställen.

Ordlista - genomredigering
  • Anställda på KWS

    Genomredigering möjliggör exaktare växtförädling. De olika tillämpningarna kräver olika och nyanserade utvärderingar på tillsynsnivå.

    Anja Matzk, Chef för tillsynsfrågor Bioteknik
    anja_matzk.jpg

Genomredigering

De nya metoderna läggs till växtförädlarnas verktygslåda. Genomredigering gör det möjligt att uppnå förädlingens mål snabbare och mer exakt än någonsin tidigare och på det sättet utöka den genetiska variationen i ett bredare utbud av grödor. Till exempel:

  • Säkerställa framsteg i avkastningen
  • Förbättrad växtresistens mot sjukdomar, skadeinsekter och abiotisk stress
  • Grödor och jordbruksprodukter av hög kvalitet
  • Minskad användning av resurser
  • Ökning av energi- och näringsinnehåll
  • Även nischgrödor och grödor som är mycket dyra att förädla gagnas av förädlingsframstegen

Hur fungerar de nya metoderna? Genomredigering med CRISPR/Cas.

kws_key_visual_genome_editing_1.png

Sök
I ett första steg leder förädlarna ett enzym (nukleas) till det önskade stället i genomet.

Klyv
Nukleaset klyver på ett exakt sätt DNA:t och skapar ett dubbelsträngsbrott.

Reparation
Cellens eget reparationssystem smälter åter samman DNA:t. Detta kan involvera eliminering, tillägg eller utbyte av byggstenar - detta är ett avgörande ögonblick i DNA-förändringen.

Din kontakt

Thilo Resenhoeft
Thilo Resenhoeft
Skicka e-post
KONTAKT