精确的大型DNA插入发达的新工具
信贷:Sorapong Chaipanya / Pexels
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高彩霞的集团的遗传学和发育生物学研究所中国科学院(CAS)已经开发出一种新的基因组编辑技术,实现高效、准确的目标插入大型植物的DNA片段。
新技术被称为' editing-mediated重组的目标(PrimeRoot),结合一个优化dual-ePPE编辑蛋白质之前发布的集团高效的酪氨酸位点专一,Cre。它可以实现一步,精确定向插入DNA大片段的水稻和玉米的效率高达6%,已成功用于插入DNA片段11.1 kb。
研究结果发表在自然生物技术4月24日。
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基因组编辑是一个破坏性的整个生命科学生物技术具有广泛的影响。十年以来第一个grounding-breaking CRISPR-Cas9研究,该领域已经从随机的,零星的编辑精确编辑技术。虽然基本编辑和'编辑效率做DNA的小变化,他们无法编辑大量的货物。随着基因组编辑领域的进步,人们越来越需要高效、有针对性的、大型的DNA插入到活细胞的基因组。
不精确异源端与传统相比,加入策略,PrimeRoot大大提高效率的插入长DNA片段5 kb及以上。重要的是,插入事件是完全精确的、可预测的。
在这项研究中,研究人员展示了两个具体的应用PrimeRoot编辑。PrimeRoot用于插入一个肌动蛋白启动子(1.4 kb)内生的上游OsHPPD基因。引进外国的功能元素是一个重要的遗传育种方法调节内源性基因表达。
PrimeRoot被用来执行目标基因插入植物。传统方法的基础上农杆菌属中介和粒子轰击导致随机和不精确的插入事件。
研究人员使用PrimeRoot准确插入稻瘟病抗性基因pigmR成一个预测基因安全港实现快速抗病育种。
加强PrimeRoot效率,在水稻研究人员建立了一个连续的转换系统。该系统进一步提高编辑效率两到四次相比,一个只有一次的转换,从而实现效率高达8.3%的插入一个肌动蛋白启动子(1.4 kb)和插入整个效率高达6.3%pigmR基因表达框(4.9 kb)。
这种技术提供了强有力的技术支持植物分子育种和植物合成生物学的研究。
参考:李太阳C, Lei Y, B, et al。精确的集成的大型植物基因组DNA序列使用PrimeRoot编辑。生物科技Nat》。2023:1-12。doi:10.1038 / s41587 - 023 - 01769 - w
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