Menschen bewundern seit Jahrhunderten die Schönheit von Blumen und ihre entscheidende Rolle bei der Pflanzenvermehrung. Das Gen 'Unusual Floral Organs (UFO)' steuert den Blühprozess, der von der Cis-Regulation abhängt, einem Prozess, der bisher als "Black Box" galt.
Professor Zachary Lippman und Kollegen vom Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) nutzten die CRISPR-Geneditierung, um zu untersuchen, wie nicht-kodierende DNA-Fragmente, sogenannte Cis-regulatorische Sequenzen, die UFO-Expression diktieren. Diese Forschung könnte Entscheidungen über die Genmanipulation zur Verbesserung von Nutzpflanzen beeinflussen. Die Studie konzentrierte sich auf Tomatenpflanzen (Solanum lycopersicum) und Arabidopsis thaliana-Pflanzen. Forscher identifizierten konservierte, nicht-protein-kodierende DNA-Sequenzen, die UFO in beiden Pflanzen regulieren. Lippman wies darauf hin, dass die Konservierung der Sequenzen auf eine evolutionäre Bedeutung bei der Kontrolle der Genexpression hindeutet. CRISPR wurde verwendet, um diese Sequenzen zu manipulieren und ihre Auswirkungen auf die Blüte zu untersuchen. Das Löschen einer Sequenz in Tomaten induzierte die Blüte, während das Löschen der entsprechenden Sequenz in Arabidopsis sie unterdrückte.
CSHL-Postdoktorandin Amy Lanctot erklärte: "Es ist faszinierend, dass verschiedene Löschungen gegenteilige Auswirkungen auf die Blüte hatten... Es scheint, dass diese Sequenzen zusammenwirken, um sich gegenseitig auszugleichen." Dieser Befund trägt zum Verständnis der Kontrolle von Cis-regulatorischen Fragmenten über die Genfunktion bei und ermöglicht potenziell gezieltere Mutationen.
* A. Lanctot, A. Hendelman, P. Udilovich, G.M. Robitaille, & Z.B. Lippman, Antagonizing cis-regulatory elements of a conserved flowering gene mediate developmental robustness, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (8) e2421990122, (2025).