刘耀光院士团队开辟动物基因组编纂新对象

起源：华南农业年夜学 2021-09-03 07:26

近日，华南农业年夜学性命迷信学院、亚寒带农业生物质源维护与应用国度重点试验室、岭南当代农业迷信与技术广东省试验室刘耀光院士团队在国内出名动物生物学学术期刊《Journal of Integrative Plant Biology》（IF2020=7.061，生物学一区）在线颁发题为“The ScCas9++ variant expands the CRISPR

近日，华南农业年夜学性命迷信学院、亚寒带农业生物质源维护与应用国度重点试验室、岭南当代农业迷信与技术广东省试验室刘耀光院士团队在国内出名动物生物学学术期刊《Journal of Integrative Plant Biology》（IF2020=7.061，生物学一区）在线颁发题为“The ScCas9++ variant expands the CRISPR toolbox for genome editing in plants”的研讨论文。该研讨应用起源于狗链球菌的优化的CRISPR/ScCas9++新变体，开辟了广靶向的动物基因组编纂与胞嘧啶单碱基编纂器，为动物功效研讨和作物改进提供了新的研讨对象。

今朝，CRISPR/Cas基因组编纂技术已成为功效研讨和作物改进的紧张对象。但其编纂范畴常遭到PAM基序及其编纂窗口的限定。是以，开辟具备更普遍PAM辨认范畴的Cas变体是扩展CRISPR/Cas体系编纂使用范畴的一个紧张研讨偏向。ScCas9是起源于狗链球菌（Streptococcus canis）的Cas9卵白，与今朝最罕用的SpCas9卵白（Streptococcus pyogenes，辨认NGG-PAM）具备89.2%的高度类似性，辨认靶向范畴更广的NNG-PAM，但其在动、动物中的编纂效率都较低，难以推行使用。古人通过对ScCas9的PAM-DNA互作构造域和loop基序中的氨基酸进行替换，得到了退化型的ScCas9+和ScCas9++变体，并在植物细胞中表示出高的编纂活性和广的编纂范畴。然而ScCas9+和ScCas9++变体在动物中的编纂才能若何仍旧不分明。

为了扩大动物CRISPR/Cas体系的靶向范畴，刘耀光院士团队依据水稻暗码子偏好性优化了ScCas9及其两个退化的ScCas9+和ScCas9++变体的编码DNA序列，体系地研讨了它们对22个靶位点的编纂效率。成果发现ScCas9++的编纂效率比ScCas9和ScCas9+效率更高，然则它次要辨认NGG-PAM靶点，而其它NNG靶点辨认才能很低。该团队应用编纂效率最高的缺刻酶变体ScCas9n++构建了一个具备evoBE4max构造的新的胞苷碱基编纂器（CBE）PevoCDA1-ScCas9n++，在NNG-PAM上完成了稳定高效C？T的多重碱基编纂，并具备更宽的编纂窗口（C-1–C17），且没有靶点序列的偏好。进一步应用PevoCDA1-ScCas9n++对OsWx（3靶点）和OsEui1（2靶点）同时进行多靶点编纂，高效地发生了直链淀粉含量下降的新的优异水稻种质。

该研讨为ScCas9++变体在动物基因组编纂中的进一步开辟与利用打下了根底、提供了思绪。其缺刻酶变体ScCas9n++在碱基编纂器开辟中具备更年夜的利用后劲。此CBE编纂器PevoCDA1-ScCas9n++为多靶点的单碱基编纂提供更为无效的对象，无望在基因功效挑选、年夜规模饱和渐变、编纂调控元件、引入提早终止暗码子或进行可变剪接等研讨中有普遍利用。（ bioon）

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