Resumen del proyecto

Estamos usando CRISPR para diseñar yuca con niveles reducidos del veneno cianuro.

Yuca (Manihot esculenta Crantz), también conocida como yuca, mandioca y tapioca, es un alimento básico para más de 800 millones de personas en todo el mundo. Este cultivo de raíces con almidón es una fuente importante de calorías para aproximadamente el 40% de los africanos y un excelente cultivo para la seguridad alimentaria debido a su tolerancia a la sequía y los suelos marginales. Sin embargo, un desafío importante es la presencia de glucósidos cianogénicos tóxicos en la yuca, que deben eliminarse mediante un procesamiento poscosecha que requiere mucho tiempo. El consumo excesivo del cianuro liberado, en combinación con proteína-Una mala alimentación, puede tener una serie de efectos que van desde sutiles problemas cognitivos hasta el konzo, una enfermedad caracterizada por una parálisis repentina e irreversible de las piernas. Esta grave enfermedad de la pobreza ha afectado a cientos de miles de personas.

Estamos trabajando para reducir los niveles de glucósidos cianogénicos tóxicos en la yuca utilizando CRISPR-Cas9 edición. Estamos aplicando Agrobacterium-entrega mediada, que ya se ha demostrado en cultivares de yuca específicos. Paralelamente, estamos desarrollando y aplicando transgén-Métodos de entrega CRISPR-Cas9 gratuitos, lo que evitaría obstáculos regulatorios prolongados. Es importante destacar que los pequeños agricultores cultivan diversos cultivares de yuca según las características deseadas, como el sabor y el rendimiento. Si bien no es práctico aplicar los métodos lentos del mejoramiento convencional a un conjunto tan diverso de cultivares, edición del genoma basado en CRISPR en principio, se puede aplicar directamente a cualquier cultivo de yuca, sin alterar otros rasgos preferidos.

Estamos eliminando, individualmente y en combinación, el los genes CYP79D1 y CYP79D2, que catalizan la síntesis de los principales cianógenos en la yuca. Los knockouts de estos genes nos permiten abordar cuestiones pendientes, incluido el mecanismo por el cual las plantas estresadas por la sequía regulan positivamente la producción de cianógeno en hojas y raíces, y la relación entre cianógenos y la síntesis de proteínas. Estamos evaluando el impacto de la CYP79D knockouts al examinar los niveles de cianógeno y el crecimiento de las plantas editadas, incluidas sus raíces tuberosas. También analizaremos los transcriptomas de plantas editadas con RNAseq para detectar perturbaciones de redes reguladoras de genes.

La aplicación de métodos de edición CRISPR-Cas9 sin transgenes a la yuca será un hito en la amplia aplicación del mejoramiento de precisión a los cultivares preferidos por los agricultores. Nuestro objetivo es (1) desarrollar estos métodos y (2) demostrar que se pueden utilizar para modificar e investigar un rasgo crítico, la producción de glucósidos cianogénicos, en este importante cultivo de seguridad alimentaria.

Aprende más:

• Artículo: Uso de la edición del genoma de CRISPR para hacer yuca sin cianuro
• Jess Lyons y Michael Gomez en el Podcast de cortes de CRISPR
• O mira el vídeo a continuación