年5月6日,中国科学院上海植物逆境生物学研究中心朱健康研究员团队在PlantBiotechnologyJournal在线发表了“Precisiongenomeengineeringinriceusingprimeeditingsystem”的论文。该论文报道了利用引导编辑技术(primeediting)对水稻基因组进行精准编辑的研究。
在该研究中,作者首先利用失活的GFP报告基因系统测试了不同的引导编辑器(primeeditor)在水稻中的编辑效率。利用农杆菌转化水稻愈伤后发现两种引导编辑器Sp-PE2和Sp-PE3均可以高效地编辑失活的GFP位点(超过50%),且两者在效率上没有显著的差异,在得到的转基因苗中超过15%在靶位点有精准的碱基替换。然而在利用Sp-PE3对水稻内源靶点进行编辑时,作者只在一个位点得到了碱基替换的转基因苗。在尝试小片段的碱基插入或者缺失时,所有位点都没有检测到突变。因此相对于动物细胞中的结果,引导编辑技术在植物中的编辑效率明显偏低,还有很大的提升空间。此外,作者还尝试了将其它类型的Cas9蛋白(SaCas9)用于水稻引导编辑,但是效果也不好。
在本论文的投稿的过程中,相继有5篇文章报道了引导编辑技术在水稻中的应用。综合这些文章的结果表明引导编辑技术在水稻中的效率确实不高,且目前所有发表的这些文章都只报道了1-3个水稻内源基因可被编辑,因此该技术的普适性如何还不清楚。当然这些文章也已经初步开始对植物引导编辑器进行优化,期望能提升它在植物中的编辑效率。在这6篇文章中,引导编辑器的各个元件都已经进行了优化尝试,包括探索pegRNA的sgRNA骨架,PBS和RT模版的长度对引导编辑效率的影响;不同来源的逆转录酶,Cas9蛋白对引导编辑效率的影响;筛选系统(或者辅助筛选系统)对引导编辑效率的影响。但是比较遗憾的是这些手段目前来看对引导编辑效率的提升十分有限。
本文的第一作者为博士后华凯,博士生江雨薇,技术员陶小平。通讯作者为朱健康研究员和博士后华凯。该研究得到了国家自然科学区域联合基金项目和中国科学院的支持。
原文链接: