Ang mga tao at mga kamatis ay may iba't ibang hugis at sukat. Iyon ay dahil ang bawat indibidwal ay may natatanging hanay ng mga genetic variation—mutation—na nakakaapekto sa kung paano kumikilos at gumagana ang mga gene. Kung idinagdag, pinahihirapan ng milyun-milyong maliliit na genetic variation na hulaan kung paano makakaapekto ang isang partikular na mutation sa sinumang indibidwal. Ipinakita ng Propesor ng Cold Spring Harbour Laboratory (CSHL) at Howard Hughes Medical Institute Investigator na si Zach Lippman kung paano makakaimpluwensya ang mga genetic variation sa mga kamatis sa paraan ng epekto ng isang partikular na mutation sa halaman. Nagsusumikap siya upang mahulaan ang mga epekto ng mutasyon sa iba't ibang uri ng kamatis.
Ang iba't ibang kumbinasyon ng mga mutasyon ay maaaring makaapekto sa laki ng mga kamatis nang hindi mahuhulaan. Sa larawang ito, ang unang column ay nagpapakita ng isang unmutated (WT) na kamatis. Ang pangalawa at pangatlong column ay nagpapakita ng mga kamatis na may iisang mutation sa isang rehiyon ng promoter (R1 o R4) para sa laki ng prutas na gene na SlCV3. Ang mga indibidwal na mutasyon ay may maliit na epekto sa laki ng prutas. Ngunit ang kumbinasyon ng dalawang mutasyon na ito (R1 + R4) ay nagbubunga ng mas malaking prutas.
Sa pag-aaral na ito, ginamit ng Lippman at ng kanyang koponan ang CRISPR, isang napakatumpak at naka-target na tool sa pag-edit ng gene, sa dalawang mga gene ng kamatis na kumokontrol sa laki ng prutas, SlCV3 at SlWUS. Nakabuo sila ng mahigit 60 tomato mutants sa pamamagitan ng pag-alis ng maliliit na piraso ng DNA sa mga rehiyon ng promoter, mga lugar na malapit sa mga gene na kumokontrol sa kanilang pagpapahayag. Sa ilang mga kaso, ang mga indibidwal na mutasyon ay nadagdagan ang laki ng mga kamatis nang kaunti. Ang ilang mga pares ng mutasyon ay hindi nagbago sa laki ng prutas. Ang ilang mga synergistic na kumbinasyon ay nagdulot ng isang kapansin-pansing, hindi inaasahang pagtaas sa laki ng prutas. Sabi ni Lippman: "Ang tunay na Holy Grail sa lahat ng ito para sa pag-aanak ng pananim ay predictability. Kung i-mutate ko ang sequence na ito, makukuha ko ang effect na ito. Dahil nariyan ang dagat ng iba pang mga variant na naipon ng kalikasan malapit sa mutation na iyong inhinyero, pati na rin ang nakakalat sa buong genome, na marami sa mga ito ay maaaring nakakaimpluwensya sa partikular na mutation na iyong nililikha."
Ang hanay ng mga pakikipag-ugnayan na ito para sa alinmang dalawang mutasyon ay nagpapakita ng mga kahihinatnan ng isang solong mutation na nagaganap sa magkakaibang genetic na background. Ang epekto ay maihahambing sa mga makikita sa ilang mga sakit ng tao, kung saan ang ilang mga tao ay maaaring magkaroon ng ilang mga dati nang mutasyon na nagpoprotekta sa kanila mula sa mga mutasyon na nagdudulot ng sakit.
Magpapatuloy ang Lippman at ang kanyang koponan sa pagbibilang kung paano nakakaapekto ang indibidwal at pinagsamang mga mutasyon sa ilang mga katangian ng pananim. Sa ngayon, sinukat nila ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang indibidwal na mutasyon, ngunit ang mga genome ay may milyun-milyong pagkakaiba-iba. Inaasahan ng Lippman na pag-aralan ang sapat na masusukat na pakikipag-ugnayan upang gawing mas predictable at mahusay ang pag-aanak.
Para sa karagdagang impormasyon:
Cold Spring Harbour Laboratory
www.cshl.edu