Исследователи из Китайской академии наук разработали SmartPE, систему прайм-редактирования, которая повышает частоту точечных изменений ДНК у нескольких двудольных растений. Статья вышла 28 октября 2026 года в журнале Nature Plants. В опытах на растительных клетках SmartPE обошла стандартный метод, а в корнях томата помогла получить генетически изменённые линии. У сои после стабильной трансформации пока обнаружили только химеры, то есть растения, у которых разные клетки несут разный генетический набор.

Почему положение несовпадений имеет значение

Прайм-редактирование умеет заменять основания и вносить небольшие вставки или удаления в ДНК без разрыва обеих её цепей. У двудольных растений результат часто зависит от выбранного участка генома, и эффективность бывает низкой. Авторы предположили, что обратной транскрипции мешает спаривание матрицы с ДНК, а клеточный механизм исправления несовпадений может снижать долю успешных правок.

В SmartPE исследователи использовали две направляющие РНК и добавили в их матрицы участки с несовпадающими основаниями. На четырёх участках генома резуховидки Таля средняя эффективность выросла более чем в шесть раз и достигла примерно 10%. Расположение несовпадений влияло на результат. Лучшие показатели, до 20%, дали несовпадения подряд или с интервалом в три пары оснований. При промежутке в шесть пар или больше эффективность заметно падала. Несовпадения по краям окна редактирования помогали, а в середине такого эффекта не давали.

Похоже на разметку страницы: если пометки стоят у краёв нужного фрагмента, копирование проще начать с границ. Это лишь аналогия, а не описание реального молекулярного механизма. Как именно клеточные пути ремонта ДНК взаимодействуют со SmartPE, авторы пока не выяснили.

В клетках томата, сои и рапса система показывала более высокую эффективность, чем стандартное прайм-редактирование. В стабильных опытах на корнях томата у мишени SlOR2 получили 7,3% линий с изменением обеих копий гена и 12,5% линий с изменением одной копии. Стандартный метод дал только 1% гетерозиготных изменений и химеры. Вставки в геном резуховидки и томата удалось внести с эффективностью до 32,3%. Для сои стабильная трансформация пока дала лишь химеры, поэтому перенос результата на целые растения с изменением во всех клетках ещё не показан.

Большая часть сравнений проведена на протопластах, изолированных растительных клетках, а стабильные результаты относятся к конкретным видам и генетическим мишеням. Авторы отмечают, что механизм действия системы требует дальнейшего изучения. Подробнее о подготовке научных публикаций можно узнать в разделе работы с научными статьями.

Схема сравнивает результаты прайм-редактирования при разном расстоянии и положении несовпадающих оснований в матрицах направляющих РНК.

Фото: https://kaboompics.com/ / Pexels