美研究人员利用转座子帮助扩展CRISPR工具箱
美国北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一个具有高效和正交的I-F3型CAST扩展基因组编辑工具。研究人员选择来源于γ-变形菌纲的I-F3型CRISPR相关转座子系统，预测了对转座活性至关重要的所有成分，尝试在不同的温度、不同转座子大小和不同靶点PAM序列等条件下分析它们的RNA引导的DNA整合活性，并在大肠杆菌中进行功能测试，能实现在大肠杆菌基因组上添加多达10000个额外碱基的大片段DNA，重写而不仅仅是编辑其基因组的大片段。
这项研究使用新的、CRISPR RNA引导的DNA整合系统，扩展了基于CRISPR的工具箱，可应用于复杂而广泛的基因组工程工作，在治疗学、生物技术和更可持续高效的农业需要灵活的基因组编辑时，可能对细菌和其他生物体的操纵产生重大影响。研究成果于2022年11月17日发表在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上。项目资金由先正达种子公司提供。
研究人员使用Cas9基因剪刀在冬大麦中建立新的病毒抗性
德国植物遗传和作物研究所（IPK）使用Cas9基因剪刀成功修改了冬大麦基因，使其获得对重要病毒的新抗性。通过土壤中的微生物传播给大麦的病毒，主要指大麦黄花叶病毒（BaYMV）和大麦温和花叶病毒（BaMMV），它们在秋季传播给冬大麦幼苗，导致的产量损失可高达50%。IPK的最新研究表明，参与三维蛋白质结构形成的PDIL5-1基因对植物的病毒抗性发挥着核心作用，PDIL5-1基因是一种易感性因子，依赖于宿主的病毒利用它在植物组织中繁殖。IPK的研究人员发现含有PDIL5-1基因变体的抗性基因库材料已通过突变失去了功能，不能再被病毒使用，通过使用Cas9基因剪刀靶向诱变关闭了两个易感大麦品种的PDIL5-1基因，试验获得成功，并且在大麦品种中没有任何额外的遗传变化。研究结果于2022年10月11日发表在《植物生物技术杂志》（Plant Biotechnology Journal）上。
Genus Plc和Tropic宣布扩大动物性状开发合作
动物遗传改良公司Genus Plc和英国农业生物技术公司Tropic宣布扩大动物性状开发合作，把Tropic专有的“基因编辑诱导的基因沉默”（GEiGS®）技术应用于猪和牛遗传育种中。GEiGS®技术是利用已知的基因编辑工具（例如CRISPR，TALEN）对宿主生物体非编码基因中的少数核苷酸进行精确和特异性的改变。这些变化将非编码基因的RNAi（基因沉默）活性转向所需的靶基因，来抑制它们的活性。此外，GEiGS®可通过将RNAi活性重新定向到病原体和有害生物基因来激活对病原体和有害生物的防御。自2020年6月开展合作以来，Tropic为Genus提供了多套GEiGS®解决方案，用来研发多种致命性牲畜疾病的抗性性状。经过Genus实验验证后，已经证明了特定靶基因的有效沉默。报道指出，双方合作将使Genus和Tropic能够探索基于GEiGS®平台的其他性状，并改善牛和猪的动物福利。
利用优化的引导编辑系统诱发玉米遗传突变
中国科学家利用优化的引导编辑系统诱发玉米遗传突变。引导编辑（Prime Editing，PE）在玉米育种应用中效率较低。近年来，通过设计引导编辑引导RNA（pegRNAs）、优化引导编辑蛋白以及操纵引导编辑的细胞决定因子，极大提高了在哺乳动物细胞和水稻育种中的引导编辑效率。近日，中国农业大学陈其军课题组在玉米中测试了这三种引导编辑系统。研究结果表明，优化的PE能够高效诱导产生可遗传的纯合和杂合玉米突变株系，在玉米中实现了同时对多基因、多靶点的可遗传精准编辑，从而消除了在玉米中使用PE的主要障碍。研究成果2022年12月8日在线发表于《综合植物生物学杂志》（Journal of Integrative Plant Biology）。
原文来源：NC State News、Wiley Online Library、BioTropic等
编译：北京市农林科学院数据科学与农业经济研究所
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