2020-02-04 13:01:46 黃哲雯
記者從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，近日，該院植物保護(hù)研究所作物有害生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首次將ScCas9蛋白應(yīng)用于水稻細(xì)胞基因位點(diǎn)識(shí)別和定點(diǎn)編輯，證實(shí)在水稻中有較高的編輯效率，可識(shí)別PAM序列NNG基因位點(diǎn)，擴(kuò)寬了植物基因編輯應(yīng)用范圍。
相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。
植物保護(hù)研究所周煥斌研究員介紹，CRISPR/Cas9系統(tǒng)已成為基因組精準(zhǔn)修飾的有效工具，促進(jìn)了植物功能基因組學(xué)研究和作物分子育種進(jìn)程。但是Cas蛋白僅識(shí)別特定的PAM序列，極大地局限了基因編輯，尤其是堿基編輯靶點(diǎn)的選擇性。利用Cas蛋白突變體和不同物種Cas蛋白等在一定程度上可擴(kuò)寬CRISPR工具的打靶范圍。擴(kuò)展Cas9的識(shí)別區(qū)域是當(dāng)前對(duì)CRISPR/Cas9系統(tǒng)優(yōu)化改良的重要方向。
該研究選用來源于狗鏈球菌的ScCas9蛋白對(duì)水稻基因組編輯技術(shù)進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)寬編輯范圍。試驗(yàn)證實(shí)ScCas9蛋白在水稻中可通過識(shí)別NNG位點(diǎn)完成基因編輯，且對(duì)NAG位點(diǎn)表現(xiàn)最好，編輯效率優(yōu)于與之相似(相似度89.2%)的傳統(tǒng)SpCas9蛋白，但對(duì)NGG、NCG和NTG的編輯效率則具有一定的位點(diǎn)依賴性。此外，ScCas9蛋白還可同時(shí)高效地完成多基因編輯和雙靶堿基定點(diǎn)替換，編輯效率高達(dá)36.96%和47.5%。ScCas9在水稻基因組定點(diǎn)編輯上的應(yīng)用，擴(kuò)寬了對(duì)基因組編輯的范圍，為后續(xù)基因組編輯衍生技術(shù)提供了更多的可選擇工具，也為植物基因功能研究和作物分子育種與遺傳改良提供了有力的技術(shù)支撐。
據(jù)介紹，該研究得到了中國國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，挪威研究委員會(huì)等項(xiàng)目支持。
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