Подход с использованием генетических отпечатков пальцев улучшает обнаружение генетически отредактированных организмов

от

Исследователи из Бельгийского федерального института Sciensano в рамках проекта DARWIN разработали концепцию методов обнаружения нового поколения геномически отредактированных организмов.

В статье «Генетические отпечатки пальцев, полученные из базы данных геномов, позволяют точно идентифицировать геномически отредактированный рис в пищевой цепи с помощью целенаправленного высокопроизводительного секвенирования», опубликованной в журнале Food Research International, представлено значительное продвижение в однозначном обнаружении геномически отредактированных организмов, модифицированных с помощью новых геномных технологий (NGT).

Результаты исследования демонстрируют, что можно обнаружить и идентифицировать конкретную геномически отредактированную линию даже при очень низком содержании (0,9% и 0,1%). Это показывает, что геномически отредактированные организмы, созданные с помощью редактирования генов, включая организмы с очень тонкими генетическими модификациями (продукты NGT), в принципе могут быть однозначно идентифицированы. При наличии предварительной геномной информации об организме, подвергшемся редактированию, обнаружение технически осуществимо.

Нэнси Рузенс, руководитель отдела трансверсальной деятельности в области прикладной геномики в Sciensano и автор исследования, объясняет: «Хотя этот подход имеет большие перспективы в качестве новаторской стратегии, его более широкое применение сопряжено с определёнными трудностями».

Метод должен применяться в первую очередь к геномически отредактированным линиям с хорошо охарактеризованным и полностью секвенированным генетическим фоном, особенно при поддержке общедоступных баз данных, охватывающих основное разнообразие видов. Это представляет собой значительный научный прогресс, однако требуется дополнительная работа, прежде чем его можно будет внедрить в качестве рутинного инструмента.

В этом исследовании авторы использовали линию риса Nipponbare, содержащую однонуклеотидное изменение (SNV), вызванное CRISPR-Cas. Они изучили различные комбинации ключевых генетических элементов, включая целевой сайт, потенциальные нецелевые мутации, а также маркеры сортов риса.

Полногеномное секвенирование этой геномически отредактированной линии показало, что в данном конкретном случае нецелевые мутации отсутствуют и поэтому исключены из ключевых элементов, используемых для создания уникального генетического отпечатка пальца.

Используя вычислительные методы машинного обучения для сравнения геномически отредактированной линии риса со всеми общедоступными геномами риса (более 3000), учёные из Бельгийского федерального института Sciensano смогли создать штрих-коды для конкретных сортов риса, используя пары SNV, уникальные для конкретного сорта. Каждый штрих-код состоит из комбинации всего двух SNV.

Исследователи объединили полногеномное секвенирование, общедоступные базы данных геномов и машинное обучение для выявления минимального набора уникальных генетических маркеров, чтобы сформировать «генетический отпечаток пальца» для этой конкретной линии. Затем они проверили этот подход, используя метод «целенаправленного высокопроизводительного» секвенирования, основанный на мультиплексном обогащении ПЦР, нацеленном как на целевой сайт, так и на пару штрих-кодов, специфичных для сорта.

«В контексте текущих обсуждений в ЕС о геномически отредактированных растениях исследование показывает, что обнаружение может быть технически осуществимым при наличии достаточной геномной информации», — говорит Рузенс. «Однако для рутинного применения всё равно потребуется преодоление ключевых проблем. Предоставление подробной информации о конкретных модификациях и генетическом фоне геномически отредактированных продуктов сделало бы создание уникальных отпечатков пальцев более эффективным и экономичным для компетентных органов».

Этот прогресс демонстрирует потенциал для однозначного обнаружения организмов, разработанных с использованием новых геномных технологий (NGT), поддерживая развивающееся соответствие нормативным требованиям на уровне ЕС, повышая прослеживаемость и доверие потребителей, а также предоставляя научные знания об инновационных технологиях селекции растений.

Эта концепция является также ключевым шагом на пути к разработке надёжных методов обнаружения NGT в рамках проекта DARWIN, цель которого — предоставить надёжные методы обнаружения для обеспечения прозрачности во всех продовольственных системах.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте