新型植物RNA甲基化編輯工具研發成功

記者10月6日從華中農業大學獲悉，該校棉花遺傳改良團隊開發出基于CRISPR/dCas13（Rx）的新型植物RNA甲基化編輯工具。研究成果日前發表于《先進科學》雜志。

N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物mRNA最普遍的內部修飾，可能引起mRNA配對、熱動力和折疊性能的改變，從而影響RNA的可變剪接、翻譯、細胞定位、穩定性以及與蛋白的相互作用，在調節植物生長發育和抗逆性中起著重要作用。以往對植物m6A功能分析的研究，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都會導致植物中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定點編輯工具調節動態可逆的m6A修飾，可為理解植物表觀遺傳調控、改善植物農藝性狀提供新的角度。

論文第一作者、華中農業大學博士余露介紹，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。

基于系列研究，研究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。該工作模型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，通過m6A編輯工具添加或刪除特定位點的m6A修飾獲得編輯突變體；最后，通過多代鑒定突變體表型，篩選出具有更好農藝性狀的理想作物。

此前，華中農業大學金雙俠課題組開發了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了具有棉籽無棉酚、高油酸、抗蟲等優異性狀的棉花新種質，為棉花功能基因組研究和分子設計育種提供了完備的工具箱和技術體系。此次研發新型植物RNA甲基化編輯工具是該課題組在基因編輯工具開發和分子育種方面取得的又一進展。