Ordlista - genomredigering

En metod där en lösning bestående av Agrobacterium tumefaciens innehållande plasmid infiltreras i växtvävnad (främst blad) för att inducera ett högt och övergående tDNA-uttryck.

Gen från sexuellt kompatibel växt

Slumpmässig integrering av en cisgen på ett avvikande ställe i växtens genom

Ett utbyte eller tillägg (på grund av naturligt förekommande närvaro/frånvaro av variation) av en cisgen/allel till det ursprungliga stället i genomet.

Bakteriers och arkéers adaptiva immunsystem som används som en genomredigerande metod. CRISPR (grupperade och jämnt utspridda korta palindromiska repeterade sekvenser) beskriver en sekvens av värdgenomet som innehåller repetitiva sekvenser och en speciell sekvens av virus-DNA (kallat mellanrum). Proteiner kopplade till CRISPR använder dessa specifika sekvenser för molekylär lokalisering för att skydda cellen genom att finna och oskadliggöra virus-DNA.

Ett protein (endonukleas) i det CRISPR-baserade bakteriella immunsystemet som används för genomredigering. Cpf1 använder en RNA-molekyl för att lokalisera komplementärt DNA (guideRNA) och klyva det, vilket leder till dubbelsträngsbrott. Jämfört med Cas9 har Cpf1 en något annorlunda PAM-sekvens och ett annorlunda klyvningsmönster.

Ett protein (endonukleas) i det CRISPR-baserade bakteriella immunsystemet som används för genomredigering. Cas9 använder en RNA-molekyl för att lokalisera komplementärt DNA (guideRNA) och klyva det, vilket ger upphov till ett dubbelsträngsbrott. I CRISPR-medierat immunförsvar förhindrar klyvningen av virus-DNA en infektion i värdcellen.

Protein (endonukleas) som har varit bundet till DNA-bindande domänerna zinkfinger (ZF) eller transkriptionsaktivatorliknande effektor (TALE). FokI klyver endast en enda DNA-sträng (enkelsträngsbrott). Därför behövs ett par ZFN eller TALEN för att åstadkomma dubbelsträngsbrott. FokI-klyvningsdomäner har också fusionerats med nukleas-deaktiverat Cas9 (dCas9, d = deficiens (brist)). Därför krävs även närvaro av en dimer för att åstadkomma ett dubbelsträngsbrott.

Begreppet inkluderar fler nya metoder som karakteriseras av specifika likheter. Dessa är riktade och lokaliserade dubbelsträngsbrott som induceras i DNA. På grund av den oklara DNA-reparationsmekanismen (NHEJ: icke-homolog sammanfogning, non-homologous end-joining), kan dubbelsträngsbrott ge upphov till mutationer (InDels, SNPs). I närvaro av en reparationsmodell (känd som mall), kan den homologa rekombinationens (HR) exakta mekanism användas för att implementera specifika förändringar i DNA eller föra in hela gener. Metoderna grupperade under detta begrepp är CRISPR/CAs, TALENs, ZFNs, meganukleaser och ODM.

Korta RNA-sekvenser som styr DNA-klyvningsenzymet (endonukleas) till målläget i genomet. gRNA innehåller det motsvarande stället till målsekvensen (vanligtvis 20 baser) och ett segment som interagerar med endonukleasen (t.ex. Cas9).

Cellernas reparationsmekanismer för DNA-strängbrott bestående av ett homologt donator-DNA (verkar som reparationsmall) som “lappar ihop” DNA. Donator-DNA måste ha stora likheter med klyvningsställenas DNA i sina sekvenser (homologier) för att kunna föras in. HR är en mera exakt reparation än NHEJ. Under genomredigering är donator-DNA utformat och infört på ett riktat sätt. Därför kan det eventuellt ersätta en sjuklig gen med en frisk kopia.

Förkortning för insertion (införing) och/eller deletion (radering). Beskriver den slumpmässiga elimineringen eller införandet av nukleotider i DNA-sekvensen. InDels inträffar då dubbelstängsbrott görs i DNA som repareras på ett oriktigt sätt av NHEJ. Detta leder ofta till en förflyttning av den öppna läsramen och/eller skapande av prematura stoppkodoner och därför ett brott i genen.

En ny kombination av gener och reglerande element av samma slag eller sexuellt kompatibla växter som är återförenade utanför organismen och införda i växtgenomet där de kan föras vidare.

Process som leder till mutation i DNA-sekvensen.

Förändring i en organisms DNA-sekvens. Förändringen kan vara liten (SNPs, små InDels), inbegripa tusentals baspar (införingar, raderingar, translokationer, substitution) eller påverka hela kromosomer.

Detta är ett paraplybegrepp för nya växtförädlingsmetoder som skapar mycket precisa förändringar och mångfald i växter. Denna precision och effektivitet skiljer dem från konventionella förädlingsmetoder såsom korsning, urval och traditionell mutagenes med användning av kemiska ämnen och strålning. Detta begrepp inbegriper: agroinfiltrering, cisgenes, CRISPR/Cas, ympning, ODM (oligo-styrd mutagenes), RdDM (RNA-beroende DNA-metylering), omvänd förädling, TALENs och ZFNs (zinkfingernukleaser).

Cellens DNA-reparationsmekanism som fungerar genom att förena de fria ändarna efter ett DNA-strängbrott. Jämfört med homolog rekombination är denna mekanism oklar och leder ofta till slumpmässig inklusion eller eliminering av nukleotider runt platsen för brottet vilket leder till införande eller radering av den genetiska koden.

Direkta eller indirekta, oavsiktliga, kort- eller långsiktiga konsekvenser av en organisms effekt, som avviker från det avsedda målet - till exempel när en genomredigerande nukleas klyver DNA på ett slumpmässigt ”perifert” ställe som liknar det avsedda målstället.

Genomredigerande metod som använder en oligonukleotid, vanligtvis med en längd på 20-100 nukleaser, för att påverka ett enda nukleotidutbyte i växtgenomet. Utöver ett modifierat baspar är oligonukleotiden identisk (homolog) med målsekvensen i växtgenomet.

Detta begrepp inkluderar innovationer såsom genomsekvensering, ’omik och metoder att utveckla genetisk variation. De bidrar till att öka vår kunskap inom området för växtgenetik, fysiologi och växtpatogeninteraktion. Metoder under detta paraplybegrepp bidrar till att förädlare upptäcker och förstår viktiga egenskaper för förädling och till att uppnå förädlingsmål snabbare och effektivare.

Kort nukleotidsekvens som måste befinna sig direkt intill DNA-målsekvensen så att Cas9 eller Cpf1 kan binda och klyva dem. Frånvaron av PAM i värdgenomet hindrar klyvningen av CRISPR-området.

Skapat genom att föra samman två eller flera nukleinsyramolekyler utanför organismen och som sedan förs vidare efter inklusion i organismen (se BVL, 2017; EFSA, 2015; NIH, 2016).

Rekombinationshämning med hjälp av en inkluderad transgen (RNAi-baserad) för att skapa fullständigt homozygota fördubblade haploida växter för hybridförädling. De växter som blev resultatet bär inte längre transgenen.

RdDM-inducerad avaktivering (t.ex. transkriptionell geninaktivering) av målgener genom metylering av promotorsekvenser. För att inducera RdDM används RNAi-baserade konstruktioner för att inkludera sekvenser i cellerna som kodar RNA homologt till det önskade promotorområdet.

Metoder som skapar de uppnådda förändringarna genom slumpmässiga mutationer (radering, införing eller SNPs) som ett resultat av oriktiga DNA-reparationsmekanismer (NHEJ).

Vad gäller SDN-2 förs en reparationsmodell (mall) in i cellen där den inducerar små och specifika förändringar genom en exakt mekanism för homolog rekombination (HR).

Vad gäller SDN-3 används reparation av dubbelsträngsbrott genom homolog rekombination i förbindelse med en införd DNA-molekyl (mall) för att integrera eller byta ut gener och/eller reglerande element (t.ex. allelvarianter).

Utbyte av en enda nukleotid i DNA-sekvensen.

Metoder som inducerar dubbelsträngsbrott på specifika definierade ställen i genomet med hjälp av endonukleaser. Den DNA-bindande domänen kan antingen vara ett protein eller RNA. Metoder som hamnar under detta paraplybegrepp är CRISPR/CAs, TALENs och ZNFs. SDN är uppdelat i SDN-1, SDN-2 och SDN-3, beroende på graden av inducerad förändring.

Genomredigerande metod som innebär att ett proteins domän känner igen en specifik DNA-sekvens och en annan domän klyver detta DNA. TALENs består av en följd av små DNA-bindande domäner som kan upptäcka längre DNA-sekvenser. Denna DNA-bindande domän fusioneras med fokI-nukleas som klyver DNA.

Stabil integrering av DNA i ett växtgenom i arter som inte är sexuellt kompatibla.

Genomredigerande metod som innebär att ett proteins domän känner igen en specifik DNA-sekvens och en annan domän klyver detta DNA. ZFNs består av en följd av små DNA-bindande domäner som kan upptäcka en längre DNA-sekvens. Denna DNA-bindande domän fusioneras med en nukleas som klyver DNA.