مدارهای ژنتیکی مصنوعی در گیاهان زراعی
پیوند میان پرورش محصول و ژنتیک بیش از یک قرن پیش آغاز شده و بدون محدودیت ادامه دارد، از برنامه های انتخاب جرم، تا تغییرات هدفمند ژنوم. مدارهای ژنتیکی مصنوعی، یک پیشرفت تازه، ترکیبی است از DNA رمزگذار و تنظیم کننده که برای رسیدن به کارکردی مطلوب، به یک گیاه زراعی وارد می شود. مدارهای ژنتیکی می توانند به بهبود محصولات زراعی سرعت بخشند، آنها اجازه می دهند ویژگی های پیچیده، به صورت منطقی طراحی شوند و بخش های ضروری DNA مستقیما به ژنوم مدنظر، منتقل شوند. هرچند، هنوز خطوط ارتباطی استانداردی میان آزمون های آزمایشگاهی تحقیقاتی و کوشش های زراعی وجود ندارد، و آوردن محصولات تراریخته (transgenic) به بازار، همچنان یک مانع غیر قابل عبور، باقی می ماند. ما موفقیت های تا کنون کسب شده و توسعه های آتی ضروری برای تبدیل مدارهای ژنتیکی به یک تکنولوژی ماندگار برای بهبود محصولات زراعی در طی این قرن را، برجسته کرده ایم.
معرفی
برای اهداف این مقاله ی مروری، منظور از مدار ژنتیکی مصنوعی، مجموعه ای از قطعات ژنتیکی است، که شامل هر دوی DNA رمز گذار (coding) و تنظیم کننده (regulatory) می باشند که به یک ارگانیسم منتقل شده و با هم یک کارکرد مطلوب را انجام می دهند. اولین مدارهای ژنتیکی مصنوعی در مقالات تقریبا دو دهه ی پیش، شرح داده شد، و شامل یک کلید اتصال ژنتیکی (genetic toggle switch)و یک نوسانگر مبتنی بر سرکوب (repression based oscillator)، هر دو در اشرشیاکلی coli Escherichia می شد [1,2]. از آن موقع تا کنون مدارهای ژنتیکی مصنوعی به انواع گوناگونی از موجودات شامل یوکاریوت ها، منتقل شده است. به عنوان مثال، یک مسیر متابولیکی 10 آنزیمی برای تولید آلکالوئیدها با کاربرد دارویی در مخمرها، شرح داده شده است [3]. در سلول هایT انسانی، مدارهای ژنتیکی ای ساخته شده اند که ورودی های چندگانه ی سلول را برای تولید یک پاسخ کشتار، ادغام می کند [4]. در آینده، مدارهای ژنتیکی در گیاهان زراعی ممکن است اجازه ی طراحی صفات از پیش سفارش شده را بدهد.
The love affair between crop breeding and genetics began over a century ago and has continued unabated, from mass selection programs to targeted genome modifications. Synthetic genetic circuits, a recent development, are combinations of regulatory and coding DNA introduced into a crop plant to achieve a desired function. Genetic circuits could accelerate crop improvement, allowing complex traits to be rationally designed and requisite DNA parts delivered directly into a genome of interest. However, there is not yet a standardized pipeline from exploratory laboratory testing to crop trials, and bringing transgenic products to market remains a considerable barrier. We highlight successes so far and future developments necessary to make genetic circuits a viable crop improvement technology over this century.
Introduction
For the purposes of this review, a synthetic genetic circuit is a set of genetic parts, including both coding and regulatory DNA, that are delivered into an organism and together carry out a desired function. The first functional genetic circuits were described in publications almost two decades ago, and comprised a genetic toggle switch and a repression based oscillator, both in Escherichia coli [1,2]. Since then synthetic genetic circuits have been delivered into a variety of organisms, including eukaryotes. For example, recently a 10 enzyme metabolic pathway for the production of alkaloids with pharmaceutical applications was described in yeast [3]. In human Tcells, genetic circuits have been constructed that integrate multiple cellular inputs to induce a killing response [4]. In crop plants, genetic circuits may, in the future, allow traits to be designed to order.
معرفی
رویکردهای طراحی مدار ژنتیکی
آماده سازی نمونه در گیاهان مدل
انتقال مدارهای ژنتیکی به گیاهان زراعی
انتقال مدارهای ژنتیکی بین ارقام
نوآوری های مسئولانه
چشم انداز
Introduction
Approaches to genetic circuit design
Prototyping in model plants
Delivery of genetic circuits into crop plants
Transfer of genetic circuits between varieties
Responsible innovation
Outlook
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه