前沿 | 我科研团队开发全球首个古菌域微型基因编辑工具-凯发k8一触即发

2023-11-17 09:11:02 4

11月15日,记者从华中农业大学获悉,该校农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室、生命科学技术学院益生菌智造创新团队彭楠教授课题组,研发了全球首个来自生命三域之一的古菌域rna引导的微型编程性核酸酶系统(sistnpb1),在多种不同生长温度的微生物中实现高效基因编辑。相关研究成果日前在《细胞发现》杂志在线发表。

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受访单位供图

当前,基于crispr-cas9或cas12a的基因编辑工具已得到广泛应用,成为推动生命科学、现代农业、医学和合成生物学等领域快速发展的重要动力。

然而,基因编辑工具应用仍面临巨大挑战。因cas9及cas12a核酸酶系统分子量巨大,限制了递送效率等。更重要的是,由于缺乏crispr-cas9及cas12a的底层知识产权,基于该系统的基因编辑技术成为我国现代生物育种的一道难关。目前,所有cas9及cas12a等编程性核酸酶均来自细菌。而古菌编码的编程酶没有得到有效发掘。

为此,彭楠教授课题组从古菌中鉴定了23个tnpb编程酶性核酸酶。该酶具有分子量小、与已报道的rna引导的编程性核酸酶同源性低等特点,具有开发成自主知识产权基因编辑工具的巨大潜力。

彭楠研究团队通过纯化其中一个典型的tnpb(命名为sistnpb1)及其结合的引导rna核糖核蛋白复合物进行体外核酸切割实验,发现sistnpb1在较广的温度活性范围内(37~85℃)均具有活性,其中最适温度在65~75℃之间。

研究团队通过设计靶向质粒等外源遗传元件的引导rna,sistnpb1系统可以在细菌体内37℃条件下实现特异性切割并消除这些遗传元件。最终,该团队将sistnpb1系统开发成为全球首个来自古菌的微型基因编辑工具,在乳酸片球菌及冰岛硫化叶菌中实现了精确的基因编辑,编辑效率大于90%。(来源:科技日报)


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