一个基于CRISPR/Cas9的组织特异性诱导基因编辑系统，助力基因功能研究！

来源：BioArt植物

植物基因组中有相当一部分的基因，它们在植物发育过程中许多组织的多个阶段都发挥着重要功能。这些基因单个或者组合突变后会引发败育、胚胎致死、或者严重的早期发育缺陷，对这些基因在胚后阶段或在特定组织的特定阶段的功能研究造成了很大的障碍。

目前，CRISPR/Cas9基因编辑技术已被广泛应用于基因功能的研究，但对研究基因在特定组织、特定阶段的功能方面还存在一定的局限性。近日，芬兰赫尔辛基大学Mähönen课题组在预印本bioRxiv 发表了一篇题为An inducible genome editing system for plants 的研究论文。该研究首次在模式植物拟南芥中建立了基于雌激素诱导、具有组织特异性的诱导基因敲除体系。

研究人员利用该课题组前期建立的组织特异性的诱导表达体系，整合刘耀光院士课题组开发的针对多基因编辑的CRISPR/Cas9载体系统，开发出了一套新的基因编辑工具。该体系与 MultiSite Gateway clone 技术相兼容，受雌激素诱导的组织特异的启动子放在box1（entry clone 1）中; 细胞核定位的Cas9 和t35s 终止元件置于box2 （entry clone 2）中，其表达受到诱导启动子的调控；box3（entry clone 3）组成型表达一个或多个sgRNA。与此同时，该项研究还开发了基于荧光标记筛选的表达载体。当上述三个载体分别构建好以后，只需一步LR 反应即可得到最终带有荧光筛选标记的表达载体。

随后，研究人员利用该诱导编辑体系在拟南芥根中成功地将三个生长发育必须的关键基因 PLT2, RBR, GNOM进行组织特异性的编辑，并且均在T1代得到了预期的表型。除此之外，该体系还可以用来监测植物体内基因编辑的动态过程。该研究还将这项技术与目前常用的诱导RNAi进行了比较，发现该技术无论是在诱导的特异性方面还是产生的表型强度上，均有明显优势。

图：组织特异性诱导编辑系统可实现高效的细胞类型特异性基因编辑。

雌激素诱导是目前植物中最常用的化学诱导体系，几乎在拟南芥的各个组织部位都可以进行操作。此外，未来在小立碗藓，水稻和烟草中也可利用该诱导体系对基因的功能进行研究。因此，相信这项技术将能广泛应用于植物的基因功能研究中，并成为今后植物分子生物学研究的一个有力工具。

原文链接：

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/779140v1