Tant les persones com els tomàquets tenen diferents formes i mides. Això es deu al fet que cada individu té un conjunt únic de variacions genètiques, mutacions, que afecten com actuen i funcionen els gens. Sumats, milions de petites variacions genètiques fan que sigui difícil predir com afectarà una mutació concreta a qualsevol individu. El professor del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) i investigador de l'Institut Mèdic Howard Hughes, Zach Lippman, va mostrar com les variacions genètiques dels tomàquets poden influir en la manera com una mutació específica afecta la planta. Està treballant per poder predir els efectes de les mutacions en diferents varietats de tomàquet.
Les diferents combinacions de mutacions poden afectar la mida dels tomàquets de manera imprevisible. En aquesta imatge, la primera columna mostra un tomàquet no mutat (WT). La segona i la tercera columnes mostren tomàquets amb una única mutació en una regió del promotor (R1 o R4) del gen de mida de fruita SlCV3. Les mutacions individuals tenen poc efecte sobre la mida del fruit. Però la combinació d'aquestes dues mutacions (R1 + R4) dóna un fruit molt més gran.
En aquest estudi, Lippman i el seu equip van utilitzar CRISPR, una eina d'edició de gens molt precisa i dirigida, en dos gens de tomàquet que controlen la mida de la fruita, SlCV3 i SlWUS. Van generar més de 60 mutants de tomàquet eliminant petits trossos d'ADN a les regions promotores, zones properes als gens que controlen la seva expressió. En alguns casos, les mutacions individuals van augmentar una mica la mida dels tomàquets. Algunes parelles de mutacions no van canviar en absolut la mida del fruit. Algunes combinacions sinèrgiques van provocar un augment espectacular i impredicte de la mida del fruit. Lippman diu: "El veritable Sant Grial en tot això per a la millora de cultius és la previsibilitat. Si muto aquesta seqüència, obtindré aquest efecte. Perquè hi ha aquest mar d'altres variants que la natura ha acumulat a prop de la mutació que esteu dissenyant, així com escampades pel genoma, moltes de les quals podrien estar influint en la mutació específica que esteu creant".
Aquest ventall d'interaccions per a dues mutacions qualsevol modela les conseqüències d'una sola mutació que es produeix en diferents orígens genètics. L'efecte és comparable als que es troben en algunes malalties humanes, on algunes persones poden tenir determinades mutacions preexistents que les protegeixen de mutacions que causen malalties.
Lippman i el seu equip continuaran quantificant com les mutacions individuals i combinades afecten certs trets del cultiu. Fins ara, han mesurat les interaccions entre dues mutacions individuals, però els genomes tenen milions de variacions. Lippman espera estudiar prou interaccions mesurables per fer que la cria sigui més previsible i eficient.
Per a més informació:
Laboratori de Cold Spring Harbor
www.cshl.edu