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内含子--基因组编辑新工具

信息来源:作物遗传改良国家重点实验室    发布时间:2018-02-28
基于CRISPR-Cas9的基因组编辑技术是近年来生命科学领域的革命性技术,也是竞争最激烈的领域之一。近日,我室水稻团队谢卡斌教授课题组阐述了一种利用内含子表达引导RNA的新方法,可广泛地用于Cas9和Cpf1介导的基因组编辑。

为了在生物体内更高效率地表达CRISPR-Cas9技术所需的引导RNA和Cas9两个元件,我校谢卡斌课题组巧妙地“借用”生物体内的内含子剪切系统和tRNA加工系统,将内含子改造为引导RNA的表达平台,并将改造的内含子与Cas9融合为一个基因,实现了Cas9和引导RNA地同步表达。在水稻中同时编辑多个基因的试验结果表明该方法的效率达50%-85%。进一步的研究表明,此技术在提高基因组编辑效率和多位点编辑能力的同时,具有更好的扩展性和灵活性。

此外,本研究也将此方法用于CRISPR-Cpf1系统,并利用Cpf1所特有的crRNA加工活性进一步简化了内含子表达引导RNA的技术。水稻原生质体的试验结果表明,利用内含子表达引导RNA也能使Cpf1的多重基因组编辑的效率提高2-3倍。

本研究利用生物体内已有的RNA加工系统,将内含子“变废为宝”,用来作为构建基因组编辑的工具。由于内含子是组成真核生物基因的基本元件之一,因此该方法有望广泛地用于动植物中,促进CRISPR技术的开发和应用。

近日,相关研究成果以“Engineeringintrons to express RNA guides for Cas9- and Cpf1-mediated multiplex genomeediting”为题发表在Molecular Plant杂志。

链接:http://www.cell.com/molecular-plant/abstract/S1674-2052(18)30055-8

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