我國科研團隊開發出CRISPR/Cas13基因編輯新工具

  • 來源：科技日報
  • 2024-12-09
  12月8日，記者從華中農業大學獲悉，該校植物科學技術學院棉花遺傳改良團隊金雙俠教授的一項最新科研成果，日前在《基因組生物學》雜志在線發表。

這項研究展示了來自5個亞型的7個Cas13同源物的完整編輯譜系，全面評估了這些編輯工具的效率，特征以及脫靶效應。利用7種CRISPR/Cas13實現內源mRNA的靶向降解及外源病毒的靶向干擾，創制一系列弱突變體及抗性種質資源。

作為RNA特異性靶向工具，CRISPR/Cas13技術提供了一種強大而有效的方法，這種精度對于揭示多種類型RNA在植物生長發育過程中的作用，如發育、應激反應等至關重要，這為植物功能研究和作物改良提供了新的技術手段。

據介紹，與CRISPR/Cas9介導的GhCLA和GhPGF基因敲除的突變體表現出的完全白化或腺體消失的表型相比，CRISPR/Cas13介導的敲低材料表現出不同程度的葉綠素含量下降或腺體數量減少，這一結果表明，CRISPR/Cas13是創制植物弱突變體材料的有力工具。

研究團隊進一步評估了GhCas13x.1和GhCas13y.1利用雙靶標同時敲低兩個內源轉錄本的效率，結果顯示這兩個編輯器對GhCLA和GhPGF基因的平均編輯效率最高均可達50%。但兩個靶標基因在表達水平上始終一高一低，推測可能是兩個靶標競爭性結合有限的Cas13蛋白所引起的編輯差異。這一結果證實了GhCas13編輯器針對多個轉錄本進行多重靶向敲低的可行性。

對上述7種GhCas13編輯器的特異性及其潛在脫靶效應的評估結果表明，未觀察到Cas13的旁切活性可能引起mRNA水平整體下調。預測高脫靶非目標轉錄本的轉錄水平變化并不明顯，所觀察到下調DEGs并非由于傳統的脫靶效應導致。

其中，很大一部分下調DEGs的產生原因可能是靶標轉錄本的定向下調或植物響應外部刺激的防御反應。剩下數量有限的DEGs可能是背景噪聲。相較于廣泛的棉花基因組，剩下的這些DEGs幾乎可以忽略不計。

因此，該研究團隊認為CRISPR/Cas13是一種精確可靠的轉錄組靶向敲低工具，具有較高的編輯效率和可忽略不計的脫靶效應。

（受訪單位供圖）

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