Genome editing is an innovative technology that allows to edit DNA of an organism in a targeted way and without altering its overall genetic information. Among different techniques available, CRISPR-Cas9, which stands for Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats associated with Cas9-protein, is the fastest, the cheapest, and the most accurate. The CRISPR-Cas9 technique is an adaptation of a mechanism that bacteria use to defend themselves from virus attacks and it consists in the artificial creation of a short fragment of RNA, called guide RNA (gRNA), capable of recognizing and binding a specific target sequence in the cell DNA. The gRNA is in turn bound to an enzyme called Cas9, which cuts the DNA at the recognized sequence. Once the DNA has been cut, it is possible, using the cell's repair mechanisms, to deactivate a gene or make changes to the DNA by replacing an existing segment with a different DNA sequence. This final report illustrates the potential of applications in gene editing techniques for the genetic improvement of agri-food interest species, referring in particular to Solanum lycopersicum L. The tomato is the most cultivated and used vegetable species in the world, and it also represents a model for biological research as it is characterized by a short life cycle, chromosomal diploidy, availability of genomic sequences and efficient genetic manipulation techniques. This final report shows the importance of gene editing techniques to accelerate the development of new tomato varieties, with better characteristics, quality and resistance to biotic and abiotic stress, in the perspective of sustainable agriculture.
L'editing del genoma è una tecnologia innovativa che consente di modificare il DNA di un organismo in modo mirato e senza alterarne l’informazione genetica complessiva. Tra le diverse tecniche disponibili la più veloce, economica ed accurata si è dimostrata quella di CRISPR-Cas9, acronimo di Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats associate alla proteina Cas9. La tecnica CRISPR-Cas9 è un adattamento di un meccanismo che i batteri utilizzano per difendersi dall’attacco di virus e consiste nella creazione artificiale di un breve frammento di RNA, definito RNA guida (gRNA), in grado di riconoscere e legarsi a una specifica sequenza bersaglio nel DNA di una cellula. Il gRNA è a sua volta legato ad un enzima chiamato Cas9, che taglia il DNA in corrispondenza della sequenza riconosciuta. Una volta tagliato il DNA è possibile, sfruttando i meccanismi di riparazione della cellula, disattivare un gene o apportare modifiche al DNA sostituendo un segmento esistente con una sequenza di DNA diversa. In questa relazione finale sono illustrate le potenzialità di applicazione delle tecniche di gene editing per il miglioramento genetico di specie di interesse agro-alimentare, con particolare riferimento al Solanum lycopersicum L. Il pomodoro è la specie ortiva più coltivata ed utilizzata nel mondo e rappresenta anche una specie modello per la ricerca biologica in quanto caratterizzata da un breve ciclo di vita, diploidia cromosomica, disponibilità di sequenze genomiche e di efficienti tecniche di manipolazione genetica. Dalla presente relazione finale si evince l’importanza delle tecniche di gene editing per accelerare lo sviluppo di nuove varietà di pomodoro, dotate di migliori caratteristiche, qualitative e di resistenza a stress biotici e abiotici, nell’ottica di un’agricoltura sostenibile.
Potenzialità delle tecniche di gene-editing e risultati conseguiti in Solanum lycopersicum L.
SIMONETTA, MARIA
2021/2022
Abstract
L'editing del genoma è una tecnologia innovativa che consente di modificare il DNA di un organismo in modo mirato e senza alterarne l’informazione genetica complessiva. Tra le diverse tecniche disponibili la più veloce, economica ed accurata si è dimostrata quella di CRISPR-Cas9, acronimo di Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats associate alla proteina Cas9. La tecnica CRISPR-Cas9 è un adattamento di un meccanismo che i batteri utilizzano per difendersi dall’attacco di virus e consiste nella creazione artificiale di un breve frammento di RNA, definito RNA guida (gRNA), in grado di riconoscere e legarsi a una specifica sequenza bersaglio nel DNA di una cellula. Il gRNA è a sua volta legato ad un enzima chiamato Cas9, che taglia il DNA in corrispondenza della sequenza riconosciuta. Una volta tagliato il DNA è possibile, sfruttando i meccanismi di riparazione della cellula, disattivare un gene o apportare modifiche al DNA sostituendo un segmento esistente con una sequenza di DNA diversa. In questa relazione finale sono illustrate le potenzialità di applicazione delle tecniche di gene editing per il miglioramento genetico di specie di interesse agro-alimentare, con particolare riferimento al Solanum lycopersicum L. Il pomodoro è la specie ortiva più coltivata ed utilizzata nel mondo e rappresenta anche una specie modello per la ricerca biologica in quanto caratterizzata da un breve ciclo di vita, diploidia cromosomica, disponibilità di sequenze genomiche e di efficienti tecniche di manipolazione genetica. Dalla presente relazione finale si evince l’importanza delle tecniche di gene editing per accelerare lo sviluppo di nuove varietà di pomodoro, dotate di migliori caratteristiche, qualitative e di resistenza a stress biotici e abiotici, nell’ottica di un’agricoltura sostenibile.| File | Dimensione | Formato | |
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