摘要: 3月19日，分子植物（Molecular Plant）雜志在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院植物逆境生物學(xué)學(xué)習(xí)中心朱健康學(xué)習(xí)組題為Multiplex Gene Editing in Rice using the CRISPR-Cpf1 System 的學(xué)習(xí)論文。該工作在 ...
3月19日，分子植物（Molecular Plant）雜志在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院植物逆境生物學(xué)學(xué)習(xí)中心朱健康學(xué)習(xí)組題為Multiplex Gene Editing in Rice using the CRISPR-Cpf1 System 的學(xué)習(xí)論文。該工作在水稻中利用CRISPR/Cpf1系統(tǒng)實現(xiàn)多基因位點編輯，效率達到40-75%；同時該系統(tǒng)在載體構(gòu)建上比CRISPR/Cas9系統(tǒng)更加簡單易行。該工作為水稻多基因定點編輯提供了一個簡單高效的新工具。 CRISPR/Cas9系統(tǒng)在基因定點編輯方面已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用，然而CRISPR/Cas9系統(tǒng)依然存在著一定的局限性。在CRISPR/Cas9系統(tǒng)中，需要CRISPR轉(zhuǎn)錄形成RNACRISPR RNA (CrRNA)與反式作用型CrRNA(trans-activating crRNA， tracrRNA)兩種小RNA分子，兩種RNA分子局部區(qū)域配對形成復(fù)合體。隨后，該復(fù)合體引導(dǎo)具有非特異核酸酶活性的Cas蛋白切割與crRNA匹配的DNA序列。因此，工程化的CRISPR/Cas9系統(tǒng)也需要將CrRNA與tracrRNA融合在一起形成單一的chimeric RNA(chiRNA)，并且需要在宿主RNA酶的幫助下才能發(fā)揮作用。同時，利用該系統(tǒng)進行單次多基因定點編輯時，載體系統(tǒng)構(gòu)建復(fù)雜，每一個定點編輯位點均需要單獨的啟動子和終止系列。 近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并改造出Cpf1 (CRISPR from Prevotella and Francisella 1)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)表明該系統(tǒng)能克服CRISPR/Cas9的上述局限，它不需要tracrRNA的輔助，并且Cpf1蛋白兼具DNA剪切酶和RNA修剪酶的功能，不但能靶向切割DNA雙鏈，而且能把相應(yīng)的非成熟型CrRNA(pre-crRNA)加工剪切成成熟型CrRNA。 朱健康學(xué)習(xí)組利用Francisella novicida Cpf1 (FnCpf1)和 Lachnospiraceae bacterium ND2006 Cpf1 (LbCpf1)對水稻進行單位點和多位點基因敲除的測試，學(xué)習(xí)表明上述兩個Cpf1只需一條非常短的20-21bp的直接重復(fù)序列（direct repeats， DR）加上22-24bp的靶位點識別序列（guide）即可實現(xiàn)單基因敲除，更重要的是，把多個DR-guide單元直接串聯(lián)，只需要一個啟動子驅(qū)動即可簡單高效地實現(xiàn)多基因敲除。該學(xué)習(xí)利用4個DR-guide單元組成的CrRNA短陣列分別對水稻RLK和CYP81A家族的四個基因進行編輯，各位點的敲除效率達到40-75%。該系統(tǒng)簡單、高效地在水稻中實現(xiàn)了多基因定點編輯，拓展了CRISPR系統(tǒng)在植物中的應(yīng)用，為水稻基因組定點編輯提供了一個新利器。 該工作得到了中科院的經(jīng)費支持。 利用CRISPR/Cpf1系統(tǒng)簡單高效實現(xiàn)水稻多基因定點編輯 | 責(zé)任編輯：蟲子
