Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Analysis of Ycf54 in Barley Exposed to CRISPR-Cas9 Mutagenesis

Nordling, Otto (2022) MOBK01 20212
Degree Projects in Molecular Biology
Popular Abstract (Swedish)
Alla växter behöver proteinet Ycf54, vad händer annars?

Klorofyll är en livsviktig molekyl som möjliggör för vissa organismer att utvinna energi direkt från solen genom fotosyntes. Alla växter och vissa bakterier har klorofyll, vilket även är det som ger dem sin gröna färg. Växterna tillverkar klorofyll i 15 steg. I det 11:e steget hjälper ett enzym till att koppla på en ny kolkedjering på ett förstadium till klorofyll. De exakta mekanismerna kring det 11:e steget har länge varit okända. Forskare på Lunds universitet har nyligen lyckats återskapa denna enzymatiska reaktion i labbet för första gången. Det visade sig bland annat att ett protein kallat Ycf54 behövde vara närvarande för att reaktionen skulle lyckas. Det är fortfarande... (More)
Alla växter behöver proteinet Ycf54, vad händer annars?

Klorofyll är en livsviktig molekyl som möjliggör för vissa organismer att utvinna energi direkt från solen genom fotosyntes. Alla växter och vissa bakterier har klorofyll, vilket även är det som ger dem sin gröna färg. Växterna tillverkar klorofyll i 15 steg. I det 11:e steget hjälper ett enzym till att koppla på en ny kolkedjering på ett förstadium till klorofyll. De exakta mekanismerna kring det 11:e steget har länge varit okända. Forskare på Lunds universitet har nyligen lyckats återskapa denna enzymatiska reaktion i labbet för första gången. Det visade sig bland annat att ett protein kallat Ycf54 behövde vara närvarande för att reaktionen skulle lyckas. Det är fortfarande oklart exakt vad Ycf54 gör, men det är teoretiserat att Ycf54 är nödvändigt för att det hjälpande enzymet i steg 11 ska kunna bildas korrekt.

Jag har jobbat med sädesslaget korn (Hordeum vulgare) där genen för Ycf54 slagits ut med CRISPR-Cas9. DNA för CRISPR-Cas9 integrerades med kornets DNA så att kornplantorna utförde mutationer på sig själva. Mitt projekt gick ut på att kartlägga 65 utvalda plantor och bestämma exakt vilka mutationer de bar på. Jag undersökte även om plantorna fortfarande bar på CRISPR-Cas9-DNA för att veta om det fortfarande kunde skapa mutationer eller inte.

Direkt när plantorna börjat gro gick det att se yttre skillnader på dem. Vissa var helt gröna och såg normala ut, se figur 1. Andra plantor var huvudsakligen gröna men hade gula ränder längs med hela bladen. Ytterligare, var det även plantor som var helt gula. Plantorna blev gula när de ej kunde bilda det gröna klorofyllet. Detta innebar även att dessa plantor inte kunde ta upp energi från solen för att överleva och alla gula plantor dog efter ett par dagar.

Det visade sig att alla 65 plantor bar på någon typ av mutation i genen för Ycf54. Vissa mutationer var dock mer skadliga än andra. Alla gula plantor hade så kallade ”frameshift-mutationer” som gav upphov till helt felkodade skräpprotein i stället för Ycf54, och klorofyll kunde inte bildas. Alla de gröna plantorna hade dock icke-skadliga mutationer. Detta berodde förmodligen på att dessa mutationer skedde i mindre viktiga regioner av Ycf54-proteinet och det kunde fortfarande utföra sin funktion. De gröna plantorna med gula ränder hade alla CRISPR-Cas9-DNA kvar i sig. Detta gjorde att nya mutationer hela tiden kunde uppstå på vissa ställen och bilda gula ränder.

Eftersom man nu vet exakt vilka mutationer plantorna i mitt projekt bär på, kan frön från dessa plantor korsas med andra kornplantor utan mutationer. På detta vis kan frön med specifika mutationer isoleras för att användas i framtiden till att vidare studera Ycf54.

Handledare: Mats Hansson, David Stuart och Shakhira Zakhrabekova
Examensarbete 15 hp i Molekylärbiologi HT 2021
Biologiska institutionen, Lunds universitet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Nordling, Otto
supervisor
organization
course
MOBK01 20212
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
language
English
id
9077619
date added to LUP
2022-03-24 16:10:31
date last changed
2022-03-24 16:10:31
@misc{9077619,
  author       = {{Nordling, Otto}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{Analysis of Ycf54 in Barley Exposed to CRISPR-Cas9 Mutagenesis}},
  year         = {{2022}},
}