科學網—科學家以RNA為模板首次在植物中實現同源重組修復

2020-11-26 科學網

 

本報訊（記者李晨）日前，中國農業科學院研究人員與美國加州大學聖地牙哥分校合作，使用RNA作為同源重組修復的模板，並分別利用核酶自切割和具有RNA/DNA雙重切割能力的基因編輯系統，獲得後代無轉基因成分的抗ALS抑制劑類除草劑水稻植株。該研究在植物中首次利用RNA作為同源重組修復模板，開闢了利用植物RNA作為同源供體模板進行同源修復的新思路。相關論文當地時間3月18日在線發表於《自然—生物技術》。

據介紹，基因組編輯首先在基因組靶向位置產生DNA雙鏈斷裂，這些產生的雙鏈斷裂可通過非同源末端連接或者同源重組修復途徑進行修復。非同源末端連接最常用於移碼突變破壞基因功能，而同源重組修復主要被用於對靶標序列的精準替換或定點插入。

論文共同通訊作者、美國加州大學聖地牙哥分校教授趙雲德說，在多數物種中，非同源末端連接是DNA雙鏈斷裂最主要的修復途徑，而通過同源重組修復途徑進行精準修復的概率特別低。同源重組修復途徑需要額外提供同源重組的供體作為修復模板。

論文第一作者、中國農業科學院博士研究生李少雅說，利用分子生物學手段對重組事件進行評估，證實了將RNA作為同源重組修復模板，參與DNA同源重組修復的可行性。與通常使用的DNA模板不同，RNA模板可以在體內通過植物自身的轉錄系統持續產生，為同源重組修復提供更多的模板。

論文通訊作者、中國農業科學院研究員夏蘭琴告訴《中國科學報》，在此基礎上進一步優化該策略的效率，有望解決目前植物同源重組頻率低下的難題，加速通過基因編輯技術，精準改良農作物重要農藝性狀，進而定向創製農作物新種質的育種進程。

相關論文信息：DOI:10.1038/s41587-019-0065-7

《中國科學報》 (2019-03-19 第1版 要聞)

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