華中農大科研團隊開發出新型植物RNA甲基化編輯工具

9月4日，華中農業大學棉花遺傳改良團隊在《先進科學》雜志在線發表了其最新研究成果，該團隊開發出基于CRISPR/dCas13(Rx)的新型植物RNA甲基化編輯工具。

以往對植物中m⁶A功能分析研究，多數是利用遺傳擾動如敲除、超表達方式進行。然而，直接增加或刪除m⁶A系統的任何關鍵組分會導致植物中m⁶A修飾的總體水平發生變化，產生的影響無法預測。因此，開發新型m⁶A定點編輯工具來調節動態可逆的m⁶A修飾，通過轉錄后調控途徑來調控基因表達，可為理解植物表觀遺傳調控和改善植物農藝性狀提供新的切入角度。

上述論文第一作者、華中農業大學博士生余露介紹，研究團隊將無RNA剪切活性的dCas13(Rx)作為靶向RNA的錨定蛋白，分別與甲基轉移酶 GhMTA或去甲基轉移酶GhALKBH10結合起來，開發出可編程的m⁶A編輯工具。亞細胞定位和Western 印跡分析顯示，該編輯工具以及陽性對照dCas13(Rx)均在植物細胞中成功表達并定位在植物細胞的特定區域。

基于系列研究，該團隊提出了一個完整m⁶A編輯平臺的工作模型，以研究與作物產量、品質和抗逆性相關的特定m⁶A修飾位點的功能。首先利用單堿基分辨率的高通量測序技術，確定可能在植物生長、發育或抗逆過程中具有關鍵生物學功能的特定m⁶A位點。隨后，m⁶A編輯工具在設計的gRNA引導下增加或降低特定的m⁶A修飾水平。獲得經m⁶A編輯的突變體，并通過多代鑒定其表型，篩選出具有更好農藝性狀的“理想植物”。

據悉，這是華中農大金雙俠課題組在基因編輯工具開發和分子育種應用方面的又一新進展，前期該課題組開發了Cas9、 Cas12a等工具，能在靶標位點進行敲除、敲入、敲高、敲低、SNP點突變等精準修飾，并利用這些工具創制棉籽無棉酚、高油酸、除草劑抗性、抗蟲、彩色棉花等優異新種質，為棉花功能基因組研究和分子設計育種提供完備的工具箱和技術體系。

（受訪單位供圖）