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UMD研究人员建立了一种新的可行的CRISPR-Cas12b系统

导读 在《自然植物》的新出版物中马里兰大学植物科学助理教授Yiping Qi建立了一种首次在植物中可行的新CRISPR基因组工程系统:CRISPR-Cas12b。C

在《自然植物》的新出版物中马里兰大学植物科学助理教授Yiping Qi建立了一种首次在植物中可行的新CRISPR基因组工程系统:CRISPR-Cas12b。CRISPR通常被认为是用于精确育种以切割DNA的分子剪刀,因此可以删除,替换或编辑某些特征。大多数了解CRISPR的人都可能想到了启动了这一切的CRISPR-Cas9。但是Qi和他的实验室一直在探索新的CRISPR工具,这些工具对于作物中的各种应用都将更加有效,高效和复杂,可以帮助遏制疾病,害虫和气候变化的影响。Qi通过CRISPR-Cas12b向植物展示了一种通用,可定制的系统,最终可在一个系统中提供有效的基因编辑,激活和抑制。

齐说:“这是该新的用于植物基因组工程的CRISPR-Cas12b系统的首次展示,我们很高兴能够通过新技术填补空白并改进类似系统,”“我们想为该系统开发一套完整的工具,以展示其有用性,因此我们不仅专注于编辑,而且着眼于基因抑制和激活方法的开发。”

正是这种完整的方法套件最终在植物的其他CRISPR系统中缺失。本文之前在植物中可用的两个主要系统是CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas12a。CRISPR-Cas9以其简单性和识别非常短的DNA序列在基因组中进行切割而广受欢迎,而CRISPR-Cas12a可以识别不同的DNA靶向序列,并允许以更大的错综复杂的DNA切割来定制系统。顾名思义,CRISPR-Cas12b与CRISPR-Cas12a更加相似,但是从没有强大的能力通过该系统在植物中提供基因激活。CRISPR-Cas12b为基因激活提供了更高的效率,并为基因抑制提供了更广泛的靶向位点,

“当人们想到CRISPR时,他们想到的是基因组编辑,但事实上CRISPR实际上是一个复杂的系统,可让您靶向,募集或促进DNA中已经存在的某些方面,”齐说。“你可以通过使用CRISPR来调控某些基因的激活或抑制,而不是将其用作切割工具,而是将其作为结合工具来吸引激活剂或阻遏物,以诱导或抑制性状。”

此功能使CRISPR-Cas12b优于CRISPR-Cas12a,特别是在目标基因激活的情况下。此外,该系统保留了CRISPR-Cas12a植物固有的所有阳性特征,包括在广泛的应用中定制切割和基因调控的能力。实际上,Qi和他的实验室甚至能够将CRISPR-Cas12b系统重新用于多基因组编辑,这意味着您可以在一个步骤中同时靶向多个基因。

齐说:“增加的复杂性允许针对基因激活,抑制甚至表观遗传变化的更特异性或其他效应子。”“该系统更具通用性,因为我们可以进行更多的修饰,更多的域,因此有更多的机会设计整个系统。只有当您拥有这种具有更高复杂性的混合系统时,您才能获得最强大的基因激活和编辑功能。”

本文完成的CRISPR-Cas12b的最初工作是在水稻中进行的,水稻已经是全球主要农作物。但是,齐和他的实验室希望探索更多的系统来进一步增强和改善植物基因组工程,包括开发对其他农作物的应用。

“这种技术有助于在不断变化的世界中提高作物产量并可持续地养育不断增长的人口。最后,我们正在谈论广泛的影响力和公众影响力,因为我们需要弥合研究人员正在做的事情与这些影响如何之间的鸿沟影响世界”,齐齐强调。

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