Una foglia con vari promotori sintetici che esprimono la proteina fluorescente verde, dimostrando la gamma di livelli di espressione che possono essere raggiunti con i loro promotori ingegnerizzati. Credito:JBEI/Berkeley Lab
I ricercatori della JBEI hanno sviluppato una nuova serie di strumenti di biologia sintetica che potrebbero sbloccare l'ingegneria vegetale avanzata.
La capacità di ingegnerizzare geneticamente le piante è fondamentale per creare un'agricoltura sostenibile e l'energia rinnovabile. Ma i metodi attualmente utilizzati per ingegnerizzare le piante sono sottosviluppati rispetto a quelli per i batteri, limitando gli scienziati nella loro capacità di aggiungere tratti preferibili o eliminare quelli indesiderati.
Per soddisfare questa esigenza, i ricercatori del Joint BioEnergy Institute (JBEI) hanno sviluppato una serie di promotori vegetali sintetici, necessari per l'espressione di un gene in una pianta, che aiuterà gli scienziati a progettare tratti più sofisticati nelle piante. Il loro lavoro, guidato da Patrick Shih, è pubblicato in Natura chimica biologia .
Shih, direttore del Plant Biosystems Design presso JBEI, ha affermato che questa ricerca fornisce una prova del concetto che i promotori delle piante possono essere realizzati su misura per ottenere uno specifico modello di espressione genica.
"C'è molta eccitazione nel campo lì. Siamo stati costretti a utilizzare qualsiasi promotore già esistente, " Shih ha detto. "Se possiamo progettarli da zero, ci consente non solo di ingegnerizzare vari tratti nelle piante, ma apre anche la finestra per studiare la biologia vegetale in un modo completamente diverso usando la biologia sintetica".
Questi nuovi promotori sintetici consentono agli scienziati di controllare quanto o quanto poco viene espresso un gene, fornendo un maggiore controllo. Consentono inoltre di esprimere i geni in una parte specifica della pianta, come le radici o le foglie. Queste funzionalità sono state precedentemente difficili da raggiungere.
"La capacità di progettare e costruire promotori su misura ora ci dà la flessibilità di perseguire diversi obiettivi e applicazioni, "Shih ha detto. "Apre le porte a sforzi di biologia sintetica davvero sofisticati in futuro".