著名學者朱健康教授PNAS發表CRISPR新研究成果

發布時間：2014-02-20 14:54 原文鏈接：著名學者朱健康教授PNAS發表CRISPR新研究成果

　　來自中國科學院上海生命科學研究院的研究人員在擬南芥中，對CRISPR/ Cas系統誘導的基因修飾的遺傳度、特異性及模式進行了多代分析，研究結果發表在《美國科學院院刊》(PNAS)上。

　　文章的通訊作者是中科院上海生命科學研究院的朱健康(Jian-Kang Zhu)教授，朱教授是植物抗逆生物學領域世界級領軍人物之一，其及其領導的實驗室在植物抗旱、抗鹽與耐低溫方面的研究碩果累累，在國內外享有聲譽。是首批“千人計劃”入選者，現為美國普渡大學生物化學系和園藝及園林系杰出教授，2010年當選為美國國家科學院院士。

　　CRISPR(成簇的規律間隔短回文重復序列，clustered regularly interspaced short palindromic repeats)于1987年出現于日本，當時的研究人員報告稱，他們在大腸桿菌基因組中發現了一種不尋常的結構，其中包含一系列重復片段，中間以獨特的間隔序列隔開。后來的研究表明，間隔序列對應了感染細菌細胞的噬菌體的序列。在一些原核生物和古生物中，CRISPR和CRISPR相關蛋白(Cas)作為一種適應性免疫系統，抵御入侵的噬菌體和質粒。

　　近年來，CRISPR/ Cas系統一躍成為了在包括植物在內的許多生物體中實現靶向基因編輯的一種強有力的工具。然而，所有有關植物的研究報道都將焦點放在非穩定系統或是穩定轉入CRISPR/Cas系統的第一代植物上。

　　在這篇新文章中，研究人員檢測了對12個不同的靶點7種基因進行了基因修飾的三代植物后代，以確定在擬南芥中CRISPR/Cas誘導的基因突變或基因校正的模式、效率、特異性和遺傳度。結果表明T1、T2和T3代植物攜帶突變(嵌合突變、雜合突變、雙等位基因突變或純合突變)的比例分別為 71.2%、58.3%和79.4%。

　　CRISPR/Cas誘導的突變大部分為1 bp的插入和短缺失。T1代植物中所檢測到的基因修飾主要發生在體細胞，因此沒有任何的T1代植物因基因修飾事件成為純合子植株。相比之下，有22%的T2代植物因基因修飾成為純合子植株。所有純合子均穩定地傳遞至下一代，其靶位點沒有發生任何新的修飾。

　　此外，通過檢測靶位點以及與靶位點高度同源的序列，并進行深度全基因組測序，研究人員未發現任何的脫靶突變跡象。

　　這些結果表明，CRISPR/Cas系統是在植物中生成靶基因特異性的、靈活的、可遺傳修飾的一種有用工具。