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科学家用视频显示实时CRISPR基因编辑

2017-11-22 | 作者: Mikihiro Shibata,Hiroshi Nishimasu,Noriyuki Kodera etc | 标签: CRISPR 基因编辑

基因编辑技术:

基因编辑是指对基因组进行定点修饰的一项新技术。利用该技术,可以精确地定位到基因组的某一位点上, 在这位点上剪断靶标 DNA 片段并插入新的基因片段。此过程既模拟了基因的自然突变, 又修改并编辑了原有的基因组, 真正达成了“编辑基因” 。

1987 年,Ishino 等在 K12 大肠杆菌的碱性磷酸酶基因附近发现串联间隔重复序列,随后发现这种间隔重复序列广泛存在于细菌和古细菌的基因组中。经过几十年的研究,在 2007 年终于证明这种重复序列与细菌获得性免疫的关系。



在这个系统中,只凭借一段 RNA 便能识别外来基因并将其降解的功能蛋白引起了研究者的兴趣。直到 2012 年,Jinek 等第一次在体外系统中CRISPR/Cas9 为一种可编辑的短 RNA 介导的 DNA 核酸内切酶,标志着 CRISPR /Cas9 基因组编辑技术成功问世。

CRISPR:规律成簇的间隔短回文重复(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats),是大多数细菌及古细菌中的一种获得性免疫方式。 现在使用的 CRISPR/cas 9 系统是由最简单的 Type II CRISPR 改造而来,该系统由单链的 Guide RNA 和有核酸内切酶活性的 Cas 9 蛋白构成。

应用

传统的改造动植物品种的转基因技术是将外源 DNA 片段插入受体的基因组中,改造基因功能,使其表达优良的性状,获得人类需要的品种。基因编辑技术则可以进行定点修饰, 达到高效定向。

Shukla 等对玉米进行肌醇磷酸激酶 1(inositol phosphate kinase 1,IPK1)基因的修饰,使其对除草剂的耐性增强,在发育的种子中肌醇磷酸盐表达谱也发生了与预期一样的改变。

Townsend等以烟草中的丙酮醇合酶(acetolactate synthase)基因 SuR (SuRA和SuRB)位点为靶标,育成了对咪唑啉酮(imidazolinone)除草剂和对磺脲(sulphonylurea)除草剂都有抵抗力的新品种。

杜邦先锋通过应用 CRISPR-Cas 先进育种技术开发出了全球首款商业化农产品,这种新一代的优良杂交糯玉米预期将可在五年内向美国种植者提供,目前仍有待通过田间试验和监管审查。

你想看基因编辑到底是怎么进行的?

近日,日本金泽大学(Kanazawa University)的科研人员利用高速原子力显微镜(high-speed atomic force microscopy)对 CRISPR-Cas 在实时工作环境下进行了拍摄,让您了解 CRISPR-Cas 到底是如何工作的。他们的研究结果发表在了 Nature communications 点击原文阅读可查看其论文。

作者随文章附带了几个视频,可到网站去查看:www.nature.com/articles/s41467-017-01466-8





 

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来源:智种网NOVOSEED

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