碱基编辑技术(base editing)是基于CRISPR/Cas系统发展起来的新型靶基因修饰技术,目前依据碱基修饰酶的不同可分为胞嘧啶碱基编辑器(cytosine base editor,CBE)和腺嘌呤碱基编辑器(adenine base editor,ABE)。这两类碱基编辑系统利用胞...碱基编辑技术(base editing)是基于CRISPR/Cas系统发展起来的新型靶基因修饰技术,目前依据碱基修饰酶的不同可分为胞嘧啶碱基编辑器(cytosine base editor,CBE)和腺嘌呤碱基编辑器(adenine base editor,ABE)。这两类碱基编辑系统利用胞嘧啶脱氨酶或人工进化的腺嘌呤脱氨酶对靶位点进行精准的碱基编辑,最终可以分别实现C-T(G-A)或A-G(T-C)的碱基替换。碱基编辑技术自2016年被开发以来,因其高效、不依赖DNA双链断裂产生、无需供体DNA参与等优势,已经成功应用在各种动物、植物及其他生物中,为基因治疗及精准作物育种等领域提供了重要技术支撑。本文从碱基编辑技术的特点、开发过程、优化、应用、脱靶效应及改善策略等方面进行了系统介绍,最后对未来需要迫切解决的一些问题进行了分析和展望,以期为相关领域的科研人员进一步了解、使用及优化碱基编辑系统提供参考。展开更多
植物器官的大小调控是一个重要的生物学过程,直接影响农作物产量。目前对于植物器官大小调控的研究集中在转录调控、激素信号通路及蛋白质合成与修饰等多个水平和途径,但具体的分子机制并不是很清晰。李云海实验室前期研究发现了一个器...植物器官的大小调控是一个重要的生物学过程,直接影响农作物产量。目前对于植物器官大小调控的研究集中在转录调控、激素信号通路及蛋白质合成与修饰等多个水平和途径,但具体的分子机制并不是很清晰。李云海实验室前期研究发现了一个器官大小的关键调控基因UBIQUITIN SPECIFIC PROTEASE 15(UBP15)/SUPPRESSOR2 OF DA1(SOD2)。sod2-1突变体由于UBP15基因缺失导致器官变小。UBP15作为DA1的底物,其蛋白稳定性受DA1的调节,但其下游通路并不清楚。为了进一步了解UBP15调控器官大小的分子机制,通过EMS诱变筛选分离得到了sod2-1的抑制突变体sus40-1D。sus40-1D sod2-1突变体与sod2-1植株相比,子叶、花瓣和种子面积显著增大。遗传分析表明sus40-1D为显性突变。基因组重测序及连锁分析鉴定出2个与sus40-1D紧密连锁的候选基因:At1g05820和At1g08470。At1g05820的突变发生在内含子区域,而At1g08470的突变发生在外显子区。本研究发现了一个调控器官大小的突变体sus40-1D,对该突变体的进一步研究将有助于解析植物器官大小的调控机制。展开更多
文摘碱基编辑技术(base editing)是基于CRISPR/Cas系统发展起来的新型靶基因修饰技术,目前依据碱基修饰酶的不同可分为胞嘧啶碱基编辑器(cytosine base editor,CBE)和腺嘌呤碱基编辑器(adenine base editor,ABE)。这两类碱基编辑系统利用胞嘧啶脱氨酶或人工进化的腺嘌呤脱氨酶对靶位点进行精准的碱基编辑,最终可以分别实现C-T(G-A)或A-G(T-C)的碱基替换。碱基编辑技术自2016年被开发以来,因其高效、不依赖DNA双链断裂产生、无需供体DNA参与等优势,已经成功应用在各种动物、植物及其他生物中,为基因治疗及精准作物育种等领域提供了重要技术支撑。本文从碱基编辑技术的特点、开发过程、优化、应用、脱靶效应及改善策略等方面进行了系统介绍,最后对未来需要迫切解决的一些问题进行了分析和展望,以期为相关领域的科研人员进一步了解、使用及优化碱基编辑系统提供参考。
文摘植物器官的大小调控是一个重要的生物学过程,直接影响农作物产量。目前对于植物器官大小调控的研究集中在转录调控、激素信号通路及蛋白质合成与修饰等多个水平和途径,但具体的分子机制并不是很清晰。李云海实验室前期研究发现了一个器官大小的关键调控基因UBIQUITIN SPECIFIC PROTEASE 15(UBP15)/SUPPRESSOR2 OF DA1(SOD2)。sod2-1突变体由于UBP15基因缺失导致器官变小。UBP15作为DA1的底物,其蛋白稳定性受DA1的调节,但其下游通路并不清楚。为了进一步了解UBP15调控器官大小的分子机制,通过EMS诱变筛选分离得到了sod2-1的抑制突变体sus40-1D。sus40-1D sod2-1突变体与sod2-1植株相比,子叶、花瓣和种子面积显著增大。遗传分析表明sus40-1D为显性突变。基因组重测序及连锁分析鉴定出2个与sus40-1D紧密连锁的候选基因:At1g05820和At1g08470。At1g05820的突变发生在内含子区域,而At1g08470的突变发生在外显子区。本研究发现了一个调控器官大小的突变体sus40-1D,对该突变体的进一步研究将有助于解析植物器官大小的调控机制。
