全国统一热线:400-027-0273 注册/登录

行业新闻

Genome Biology | 利用CRISPR/Cas13a 系统创造植物内源靶

发布时间:2022-01-05 09:11 作者:admin 来源:未知 点击: 字号:

      CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12等新的基因组编辑技术助力了基因组工程的发展。然而,这类DNA编辑技术仍然存在一定的局限性:双链断裂修复可能会导致意外DNA突变,表型无法预测,这将发生在具有多效性效应的基因上。时空基因组编辑是克服这些限制的一种方法,例如 CRISPR 组织特异性敲除系统 (CRISPR-TSKO),其中 DNA 在特定细胞类型中被编辑,但由细胞特异性编辑的速率和外显率差异引起的镶嵌基因型的产生,特别是在多倍体作物中,可能会限制这种方法的实用性。
      另一种方法是操纵 RNA,RNA在细胞动力学中起着核心作用,在真核生物中介导基因型-表型,因此操纵 RNA 比 DNA 编辑更具潜在优势,例如规避负多效性,其中 RNA 产物可以在时空上进行特定调节。为了操纵复杂的性状,通过 RNA 操纵靶向多拷贝基因或多基因途径比 DNA 编辑方法提供了更大的灵活性和精确度。近日美国堪萨斯州立大学植物病理学系在
Genome Biology上在线发表了题为“CRISPR guides induce gene silencing in plants in the absence of Cas”的研究论文,文章使用CRISPR-Cas13 来减少病毒和内源性 RNA,在没有 Cas13 蛋白的情况下,设计用于引导 Cas13 的 crRNA 也会导致 RNA 水平的显著降低。
      为了在植物中测试 Cas13 系统,作者合成了两种 Cas13a 蛋白的编码序列在烟草中表达,发现在接种后120小时,目的基因积累减少了大约90%。有趣的是,作者观察到单独crRNA表达后,在不存在Cas13a蛋白表达的情况下,也可以制目的基因的积累。这种情况称之为guide-induced gene silencing(GIGS)。

      为了测试GIGS是否仅存在于本氏烟草中,作者开发了多导向 crRNA 以靶向番茄中的PDS,发现GIGS在番茄和拟南芥中也广泛存在,并且在拟南芥中GIGS可遗传。
      鉴于 crRNA 由短反义序列组成,GIGS 有可能通过内源性 RNA 干扰 (RNAi) 途径发挥作用。RNAi会产生在21 - 24个核苷酸范围内的小RNA (sRNA),如果GIGS通过RNAi发挥作用,那么应该观察到大量的sRNA,因此作者进行了sRNA测序,结果支持 GIGS 通过 RNAi 产生二级 sRNA,这些结果表明 siRNA 和 RNAi 可能参与介导 GIGS。
     总之,该文章表明GIGS 利用内源性 RNAi 机制,提供了一种新颖且灵活的 RNA 减少方法,与现有的作物改良和功能基因组技术相比具有潜在优势。

原文链接

https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-021-02586-7#Abs1
本文来源于微信公众号:
植物生物技术Pbj


相关文章Related Articles

  • 四川大学张阳课题组解析

    2022-01-21

    番茄(Solanum lycopersicum)中含有丰富的类胡萝卜素类化合物,是世界上最受欢迎的水果蔬菜之一。类胡萝卜素属于萜类化合物,番茄中类胡萝卜素类化合物...

  • 西南大学何光华/王楠团队连

    2022-01-20

    近日,西南大学 何光华 / 王楠 团队在 THEORETICAL AND APPLIED GENETICS 上连续发表了题为 OsFLA1 encodes a fasciclin-like arabinogalactan protein and affects pollen exine development...

  • 四川农业大学王文明研究团

    2022-01-19

    许多水稻 microRNA (miRNA) 已被确定为调节农艺性状和免疫的微调因子。其中,Osa-miR535靶向SQUAMOSA启动子结合蛋白14(OsSPL14)正向调节分蘖,负向调节产量和免...

  • PNAS | 新发现:外生菌根菌

    2022-01-18

    外生菌根菌(ECM)是真菌与高等植物的根部形成的菌根复合体,宿主和菌根菌的代谢产物通过根皮层细胞间形成菌丝网(哈氏网)进行双向转运。我国有外...


如果您觉得本站还不错,就请分享给身边的好友吧

拨打电话