冷泉港实验室 在番茄中，一种叫做WOX9的发育基因会开花
然而，这种基因在酸樱桃中的作用是未知的，酸樱桃是番茄的近亲，果实酸甜
使用基因组编辑工具CRISPR来改变WOX9的生产时间、地点或数量，也可以增加樱桃的开花，如下图所示
与原始植物相比，红色箭头指向额外的花枝
学分:亨德尔曼/李普曼实验室/CSHL，2021 在进化的时间尺度上，单个基因可能在不同的物种中扮演不同的角色
然而，在基因组编辑出现之前，揭示基因的多重隐藏作用是不可能的
冷泉港实验室(CSHL)教授、HHMI研究员扎克·李普曼和CSHL博士后阿娜特·亨德尔曼与以色列希伯来大学农学院HHMI国际研究员艾丹·埃弗罗尼合作，揭开了这个谜
他们剖析了发育基因WOX9在不同植物和不同发育时期的活性
利用基因组编辑，他们发现在不改变基因产生的蛋白质的情况下，他们可以通过改变基因的调节来改变植物的特征
“基因”是编码蛋白质的脱氧核糖核酸，但其他附近的脱氧核糖核酸片段调节基因的活性，指示它们在哪里、何时以及在什么程度上应该是活性的
借助基因组编辑工具CRISPR，科学家可以将精确的突变引入DNA，包括这些调控区域
虽然科学家们希望使用CRISPR来微调植物性状，但这项技术有时会产生令人惊讶的结果；一些基因具有以前未知的功能
WOX9是帮助植物和动物在发育结构中设定边界的几个“同源盒”基因之一
虽然该基因在拟南芥(西兰花的一种杂草亲戚)的早期发育中起作用，但它影响番茄的后期发育——繁殖和开花
李普曼和亨德尔曼利用CRISPR在WOX9周围的调节基因中创造了一系列突变，揭示了番茄、樱桃和拟南芥植物的额外功能。
如果有正确的调控序列，该基因可以在所有三个物种中诱导更多的花形成
因此，WOX9是通过改变其调节来增加这些和其他作物产量的候选者
这一发现表明，其他基因也可能隐藏着多重角色
李普曼说: “我们知道有一大堆基因，你可能想通过基因组编辑来改良作物，但还有一大堆基因可能有真正有用的功能，也可能有助于改良作物
因此，通过使用这种方法，你可以暴露这些角色，然后你可以预测地微调特定角色的基因活动，以获得期望的性状修饰
" WOX9“主调节”基因及其蛋白产物可以在不同的植物中做不同的与生长和发育相关的事情
研究人员通过改变控制WOX9的调节基因，揭示了该基因的保守共同作用。
他们使用基因组编辑工具CRISPR
在番茄(左)中，改变基因的调控改变了种子的生存能力，并可能增加开花的分枝数量
同样的编辑也增加了樱桃的分枝和花朵的数量
在拟南芥中，西兰花的一个亲戚(右)，开花和分枝的增加是如此的旺盛，以至于花从其他花的内部分支出来
学分:亨德尔曼/李普曼实验室/CSHL，2021 李普曼的团队在《细胞》杂志上发表了他们的发现
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