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AI が植物遺伝学への「ロードマップ」を提供

「ほとんどの場合、作物改良への道のりには大きな制限があります」とCSHLのザカリー・リップマン研究室のポスドク、イアコポ・ジェンティーレ氏は言う。 「それは、遺伝子ファミリーがどのように進化し、相互に補い合うかという点で、非常に多くの冗長性と複雑性があるからです。」 今回、Gentileらは顕花植物の重要な遺伝子ファミリーの進化の歴史を地図にまとめ、1億4000万年にわたってどのように変化したかを追跡した。これらのデータを使用して、冗長パターンを検出し、特定の形質を変更するためにどの遺伝子を編集するかを予測するようにモデルをトレーニングしました。 「遺伝子重複後に何が起こるかを理解することが重要です」とジェンティーレ氏は説明した。 「重複する遺伝子が 1 つあります。次に、2 つになります。その後はどうなりますか? 理論では、それらは互いに分岐することがわかります。この分野では、どのように分岐するかが大きな疑問符です。」 CLV3重複遺伝子の突然変異によって引き起こされる重度の異常な植物の成長 CSHL博士研究員のIacopo Gentileは、重複遺伝子を特定し、特定の遺伝子突然変異が植物の三条体にどのような影響を与えるかを予測するための新しいシステムを考案しました。このモデルは、植物育種家に将来の作物改良のための潜在的なロードマップを提供します。クレジット： リップマン研究室/CSHL この問題に取り組むために、研究者らは、細胞シグナル伝達と植物の発育の制御に役立つ遺伝子ファミリーである CLE に焦点を当てました。 CLE ペプチドは植物界全体に存在しますが、その正確な役割の多くは不明のままです。また、それらは研究が難しいことでも知られています。遺伝子は短く、急速に進化し、しばしば重複した冗長な機能を実行します。 プレスリリース。 これらの予測を検証するために、リップマン研究室は CRISPR を使用してトマト植物のフラグ付き遺伝子をノックアウトしました。予想通り、単一の遺伝子を削除してもほとんど効果がありませんでした。しかし、重複する遺伝子のセット全体が除去されると、植物は明確で目に見える変化を示しました。 「これほど多くの遺伝子を同時にこれほど大規模に標的とするのは、トマトの分野では初めてです」とジェンティーレ氏は語った。 「目標は10人でした。」 注目すべきことに、研究チームは、ペプチド配列が分岐していても、ほとんどの冗長遺伝子が同様のプロモーターを共有していることを発見した。このモデルは、潜在的な重複にフラグを立てるだけでなく、特定の CLE 変異が植物に有益な影響、有害な影響、または中立的な影響をもたらすかどうかも予測しました。 #が植物遺伝学へのロードマップを提供