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科技创新进展:拓展CRISPR-Cas9系统在水稻中的基因组可编辑范围 
作者:重点实验室
来源:中国水稻研究所
发布时间:2018-01-04

SCIENCE CHINA Life Sciences(中国科学:生命科学英文版,SCLS)近日在线发表了我所王克剑团队和中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队、高彩霞团队的合作研究论文“Robust genome editing of CRISPR-Cas9 at NAG PAMs in rice”,报道了CRISPR-Cas9系统可以高效编辑水稻中含有前间区序列邻近基序(PAM)为NAG的基因位点。

CRISPR-Cas9是当前研究最深入、运用最广泛的基因组编辑系统,但往往局限于NGG邻近基序处进行编辑,严重限制了基因组可编辑的范围。为此,王克剑团队前期通过人工创制Cas9变体和使用Cpf1等编辑工具试图突破这一限制,取得了一系列进展,相关成果先后发表在Molecular Plant、Plant Biotechnology Journal和Journal of Genetics and Genomics等杂志上。但是与野生型Cas9相比,这些工具的使用范围依然非常有限。

研究人员前期在对CRISPR-Cas9系统编辑过的水稻进行脱靶检测时,发现一个PAM为NAG的位点也被同时高效编辑。在动物细胞及微生物的前期实验结果揭示NAG只能够被Cas9很低频率识别,应用非常有限。而这个意外发现促使研究人员在水稻中重新评估CRISPR-Cas9系统识别NAG邻近基序的效率。研究人员通过一系列基因组编辑实验揭示CRISPR-Cas9系统能够在水稻中高效识别和编辑NAG位点。该发现大幅度拓展了CRISPR-Cas9系统在水稻中的基因组可编辑范围,同时也表明在进行基因组编时需要更多考虑到在NAG邻近基序处的潜在脱靶效应。SCLS同时刊登了德国卡尔斯鲁厄理工学院植物研究所Holger Puchta教授撰写的专文评述,评论文章高度评价了这项研究工作的理论意义与潜在应用价值。

该项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和中国农科院科技创新工程等项目的支持。王克剑团队硕士生胡熙璕和李家洋团队孟祥兵助理研究员为论文共同第一作者,王克剑研究员和李家洋研究员为共同通讯作者。

文章链接:https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11427-017-9247-9

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