皮肤科北京哪家医院好 http://pf.39.net/bdfyy/tslf/180306/6084106.html导读目前的CRISPR/Cas9系统是植物生物技术实现定向编辑的一个里程碑，具有前所未有的简单性和准确性。丰富的G-rich是Cas9蛋白产生作用的主要特点。同时，Cas9主要识别传统的PAM序列NGG，限制了基因组靶基因的选择，Cas9的两个变体xCas9和SpCas9-NG打破了NGGPAM识别序列的限制，增加了拟南芥基因组可编辑的位点，扩展了靶向编辑范围。与CRISPR/Cas9系统相比，新的CRISPR／Cas12a基因编辑系统利用了T-richPAM，扩大了潜在目标位置的范围，并且DNA断裂发生在PAM的远端，产生4-5nt的黏性末端，便于新DNA序列插入，这些诸多不同于Cas9系统的新特性，受到领域内的青睐。在植物中，FnCas12a和LbCas12a是应用最广泛的蛋白。
年7月16日，美国堪萨斯州立大学植物病理学学系的Akhunov,Eduard团队在PlantBiotechnologyJournal在线发表题为ExpandingtherangeofeditabletargetsinthewheatgenomeusingthevariantsoftheCas12aandCas9nucleases的研究论文，该研究利用Cas12a和Cas9核酸酶的变体，扩大小麦基因组中可编辑靶标的范围。
本研究中，作者首先评估了FnCas12a和LbCas12a和Cas9诱导控制小麦重要农艺性状内源基因突变的能力。与FnCas12a不同，LbCas12a诱发了小麦基因组的突变，但突变效率低于SpCas9。同时，利用由3个、4个或8个crRNA单元组成的串联阵列对小麦原生质体进行转化，研究了CRISPR-Cas12a系统的MGE效率，利用LbCas12a进行多路基因组编辑(MGE)的效率与利用单纯RNA引导获得的效率基本相同，转基因植物经过高温处理后，MGE的效率显著提高。随后，作者研究了CRISPR-LbCas12a介导的对TaGW7-B1基因（影响小麦粒大小和重量的基因）的编辑，表明可产生稳定的突变体，T1和T2代的表型分析，表明该突变体存在可遗传突变。▲LbCas12a而不是FnCas12a诱导小麦基因组突变紧接着，作者探讨了不同结构设计对CRISPR-LbCas12a性能的影响，构建了一个pA9LbCas12acr-enhanced(9LCCe)，其中由直接重复序列(DR)和两侧有两个核酶（doubleribozymesystem）的间隔区组成的crRNA单元，该系统由柳枝稷（switchgrass）泛素启动子(PvUbip)驱动，发现LbCas12a的基因编辑效率提高了8倍。进一步分析了RNA聚合酶II启动子和核酶的使用对LbCas12a的基因编辑效率的联合影响，发现基因编辑效率的提高可能与双核酶系统（doubleribozymesyste）有关，而不是与PvUbip启动子的使用有关，因为在我们的研究中，DR添加与PvUbip启动子的结合对编辑效率的影响很小。▲提高LbCas12a基因编辑效率总之，作者利用LbCas12a构建了核酶（ribozyme）侧翼的crRNA单元，证明了该结构提高了小麦基因组的靶基因的编辑效率。LbCas12a介导的多基因编辑效率在转基因植株经过高温处理后显著提高。通过使用LbCas12a核酸酶结合多路RNA引导，创造了稳定的小麦突变体，增加了籽粒大小和重量。并证实利用工程LbCas12a-RVR、xCas9和Cas9-NG核酸酶，可以扩大小麦基因组中可编辑位点的范围。同时，作者还强调了可创建一个特定作物定制的基因编辑工具包，有效地实施多样化的基因组编辑策略，以改善农艺性状。