Re-engineering amino acid metabolism in wheat grain using CRISPR/Cas9

使用 CRISPR/Cas9 重新设计小麦籽粒的氨基酸代谢

基本信息

  • 批准号:
    2749903
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Lysine is an amino acid that most animals, including humans, cannot make and so must acquire through their diet. Unfortunately, cereal grains contain low concentrations of lysine, resulting in nutrient deficiency in humans and farm animals, such as pigs and chickens, that are dependent on cereal grain for their nutrition. This has resulted in imported soybeans taking much of the market for pig and chicken feed manufacture in the UK and EU, while in developing countries, lysine deficiency is a major cause of malnutrition in people who are reliant on cereal grains for their protein intake. Lysine deficiency does not occur in people in developed countries because they can acquire lysine from meat, but current levels of meat consumption are unsustainable. Reducing our dependence on meat will require the development of a sustainable and readily-available global supply of plant-sourced lysine, which will be unachievable without major changes to global agri-food systems, unless cereals can be re-engineered to accumulate higher concentrations of lysine in their grains. Lysine is synthesised from another amino acid, aspartate, via a multistep biochemical pathway. The key control point is a reaction catalysed by the enzyme DHDPS, which is feedback-inhibited by lysine.The student will perform genome editing, using CRISPR/Cas9 and a DNA-repair template, via homology-directed repair to edit a wheat DHDPS gene so that the enzyme it encodes no longer binds lysine. The student will do this in wheat that has already been edited and has high concentrations of aspartate in the grain, using selection agents to identify plants containing a lysine-insensitive DHDPS. These agents include a lysine analogue that competes with lysine for incorporation into proteins, and compounds that inhibit DHDPS itself. These compounds will have to be synthesised and the student will have the support of a synthetic chemist as well as plant molecular biologists and Rothamsted's Cereal Transformation Team, making the project genuinely multidisciplinary. Crucially, the inhibitors bind DHDPS over the lysine binding site and changes that render DHDPS lysine-insensitive will also make it resistant to the inhibitors. The student will grow the edited wheat to maturity, characterise the editing events that have occurred and measure the concentration of lysine and other amino acids in the grain. The student will also investigate the effects of deregulating DHDPS on other aspects of amino acid metabolism, in particular the synthesis of other amino acids derived from aspartate.
赖氨酸是一种大多数动物(包括人类)无法制造的氨基酸,因此必须通过饮食获取。不幸的是,谷物中的赖氨酸浓度较低,导致人类和农场动物(例如猪和鸡)营养缺乏,这些动物的营养依赖于谷物。这导致进口大豆占据了英国和欧盟猪和鸡饲料生产的大部分市场,而在发展中国家,赖氨酸缺乏是依赖谷物获取蛋白质的人们营养不良的主要原因。发达国家的人们不会出现赖氨酸缺乏症,因为他们可以从肉类中获取赖氨酸,但目前的肉类消费水平是不可持续的。减少我们对肉类的依赖需要在全球范围内开发可持续且易于获得的植物源赖氨酸供应,如果不对全球农业食品系统进行重大改变,这一目标就无法实现,除非可以对谷物进行重新设计,使其在谷物中积累更高浓度的赖氨酸。赖氨酸是由另一种氨基酸天冬氨酸通过多步生化途径合成的。关键控制点是 DHDPS 酶催化的反应,该酶受到赖氨酸的反馈抑制。学生将使用 CRISPR/Cas9 和 DNA 修复模板进行基因组编辑,通过同源定向修复来编辑小麦 DHDPS 基因,使其编码的酶不再与赖氨酸结合。学生将在已经经过编辑且谷物中天冬氨酸浓度高的小麦中进行此操作,使用选择剂来识别含有赖氨酸不敏感 DHDPS 的植物。这些药物包括与赖氨酸竞争掺入蛋白质的赖氨酸类似物,以及抑制 DHDPS 本身的化合物。这些化合物必须被合成,学生将得到合成化学家、植物分子生物学家和洛桑的谷物转化团队的支持,使该项目真正成为多学科的。至关重要的是,抑制剂在赖氨酸结合位点上结合 DHDPS,而使 DHDPS 对赖氨酸不敏感的变化也将使其对抑制剂产生抗性。学生将培育经过编辑的小麦直至成熟,描述已发生的编辑事件并测量谷物中赖氨酸和其他氨基酸的浓度。学生还将研究解除 DHDPS 对氨基酸代谢其他方面的影响,特别是天冬氨酸衍生的其他氨基酸的合成。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

软骨调节素调控BMSCs骨和软骨双向分化平衡的研究
  • 批准号:
    81272128
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Frontiers of Environmental Science & Engineering
  • 批准号:
    51224004
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Chinese Journal of Chemical Engineering
  • 批准号:
    21224004
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
基于脂肪干细胞的同种异体肌腱缺损修复及机制
  • 批准号:
    81101359
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Chinese Journal of Chemical Engineering
  • 批准号:
    21024805
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
脂肪来源干细胞诱导尿路上皮细胞及其机制的研究
  • 批准号:
    81070605
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Ihh在组织工程骨构建中作用和机制研究
  • 批准号:
    30973069
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Leydig干细胞纯化、扩增及雄激素分泌组织构建
  • 批准号:
    30970736
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
预构血管化支架以构建大体积岛状组织工程化脂肪瓣的实验研究
  • 批准号:
    30901566
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
人脐血间充质干细胞成骨潜能亚群的特异性分子标志
  • 批准号:
    30800232
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Strategies for next-generation flavivirus vaccine development
下一代黄病毒疫苗开发策略
  • 批准号:
    10751480
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Bio-Responsive and Immune Protein-Based Therapies for Inhibition of Proteolytic Enzymes in Dental Tissues
用于抑制牙齿组织中蛋白水解酶的基于生物响应和免疫蛋白的疗法
  • 批准号:
    10555093
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
DeADP-ribosylation of host targets mediated by a bacterial effector
由细菌效应子介导的宿主靶标的 DeADP-核糖基化
  • 批准号:
    10667971
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Tissue-Anchored vs. Circulating Engineered Enzyme Constructs for Immunometabolic Resolution of Psoriasis
组织锚定与循环工程酶构建体用于银屑病免疫代谢解决
  • 批准号:
    10667165
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Pharmacokinetics-Based DNA-Encoded Library Screening
基于药代动力学的 DNA 编码文库筛选
  • 批准号:
    10644211
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Asymmetric Single-Chain MspA nanopores for electroosmotic stretching and sequencing proteins
用于电渗拉伸和蛋白质测序的不对称单链 MspA 纳米孔
  • 批准号:
    10646810
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
High-throughput thermodynamic and kinetic measurements for variant effects prediction in a major protein superfamily
用于预测主要蛋白质超家族变异效应的高通量热力学和动力学测量
  • 批准号:
    10752370
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Applying Spatial Covariance to Understand Human Variation in Genetic Disease
应用空间协方差来了解遗传疾病的人类变异
  • 批准号:
    10734426
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Engineered tissue arrays to streamline deimmunized DMD gene therapy vectors
工程组织阵列可简化去免疫 DMD 基因治疗载体
  • 批准号:
    10724882
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Enabling AI-based Mouse Genetic Discovery
实现基于人工智能的小鼠基因发现
  • 批准号:
    10724522
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了