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              中國科學院昆明植物研究所

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                                                  科研進展

                                                  昆明植物所在小立碗藓多基因敲除體系研究中取得关键進展

                                                  文章来源:資源植物與生物技術重點實驗室  |  发布时间:2019-07-29  |  作者:普晓俊  |  浏览次数:  |  【打印】 【關閉

                                                   

                                                    苔藓植物最早登陸的綠色高等植物之一,是植物分子生物學研究中的一種关键模式植物。目前,小立碗藓的基因敲除主要依賴于同源重組的方法,但這種方法獲得突變體的效率相對較低, 且小立碗藓的雜交極其困難,不利于獲得多突變體,對多基因家族基因功能進行研究。盡管小立碗藓中也建立了CRISPR/Cas9的基因編輯技術,但這種方法在敲除多個基因時需求共轉多個sgRNA載體,從而使得基因敲除效率低下、載體構建費時費力 

                                                    中國科學院昆明植物研究所植物抗逆基因资源研究组通过分析已报道的各种Cas蛋白,然後選擇其中幾種在小立碗藓中摸索基因編輯效率,最終篩選到了一個具有高編輯活性的     LbCas12a。該LbCas12a僅需求21個核苷酸的crRNA引導,即使加上目的基因的靶標序列長度也不會超過50個核苷酸,因此,CRISPR/LbCas12a系统用于多基因敲除具有很大的优势。該研究组通过选择2個、3個和多個基因作爲靶標進行測試,結果發現CRISPR/LbCas12a系統在小立碗藓中能夠進行高效的多基因編輯。對基因家族而言,只需求對基因家族的每個基因設計一個靶位點通過一次轉化即可同時獲得單突、雙突和多突。此外,對某些基因家族而言,CRISPR/LbCas12a多基因敲除效率比CRISPR/Cas9的效率要高。 

                                                    該研究使得小立碗藓基因功能研究,尤其是基因家族功能的研究更爲容易。以上研究成果以A CRISPR/LbCas12a‐based method for highly efficient multiplex gene editing in Physcomitrella patens爲題在線發表于植物學期刊The plant journal 上(doi.org/10.1111/tpj.14478),刘莉研究组博士后普晓俊为该论文的第一作者,刘莉研究员为通讯作者。該研究得到中国博士后基金、云南省博士后定向资助和国家自然科学基金的资助。 

                                                      文章鏈接

                                                   

                                                  圖1. CRISPR/LbCas12a介導的基因編輯模式圖:(a) LbCas12a表達載體;(b)多重crRNA表達盒的載體圖;(c) LbCas12acrRNA複合物的示意圖;(d)靶基因切割的示意圖 

                                                  (責任編輯:李雪)

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