Los investigadores han establecido un método rápido y robusto para cuantificar partes genéticas en plantas utilizando unidades de promotor relativas (RPU). Este método aborda los desafíos de la alta variabilidad en sistemas de expresión transitoria, específicamente la transfección de protoplastos.
El estudio comenzó configurando el sistema de transfección de protoplastos de mesófilo de hoja de Arabidopsis, cuantificando varios promotores nativos con luciferasa de luciérnaga (LUC) como el reportero. Se probaron versiones truncadas del promotor 35S, descubriendo que una versión de 200 pb mantenía una alta fuerza mientras que otras mostraban una actividad reducida.
Para minimizar las variaciones de salida, se incorporó un módulo de normalización con una proteína β-glucuronidasa (GUS). Esto permitió una tendencia consistente a través de siete promotores y redujo significativamente las variaciones. Sin embargo, las variaciones por lote aún eran evidentes.
Los investigadores luego introdujeron el concepto de RPUs, definiendo el valor LUC/GUS del promotor 35S de 200 pb como 1 RPU. Esta estandarización redujo en gran medida las variaciones experimentales, facilitando análisis reproducibles.
Para expandir la biblioteca de partes genéticas, el equipo diseñó promotores sintéticos que pueden ser reprimidos por represores específicos, formando la base para construir puertas NOT en el diseño de circuitos genéticos. Evaluaron varios pares de represores-promotores y identificaron los que generaron el rango dinámico más alto.
Además, el estudio implicó el desarrollo de sensores para medir las características de entrada-salida de las partes genéticas, demostrando la capacidad del sistema para construir circuitos genéticos booleanos complejos. Los investigadores predijeron con éxito el rendimiento del circuito y verificaron sus modelos a través de aplicaciones in vivo en plantas de Arabidopsis.
Además, la investigación exploró el potencial para aplicaciones inter-especies al probar los circuitos en Nicotiana benthamiana, mostrando resultados prometedores en el control de la muerte celular en respuesta a ataques patógenos.
Este enfoque innovador para el diseño y la cuantificación de circuitos genéticos en plantas puede allanar el camino para aplicaciones avanzadas de ingeniería genética, mejorando nuestra capacidad para manipular rasgos vegetales para mejorar la agricultura.