CRISPR基因编辑工具
近日，来自美国马里兰大学的科学家们在《自然植物》杂志上发表论文称，他们首次建立了可应用于植物的新型CRISPR基因组工程系统：CRISPR-Cas12b。
“这是首次将CRISPR-Cas12b系统用于植物基因组工程，我们很高兴能够通过新技术填补空白并改进这一系统。一直以来，我们都想为CRISPR-Cas12b系统开发一整套工具，以展示它的作用，所以我们不仅关注基因编辑，也在努力开发基因抑制和激活的方法。”马里兰大学的植物科学助理教授Yiping Qi说。
众所周知，分子剪刀CRISPR可用于精确育种，通过切割DNA来移除、替换或编辑特定的农作物性状。CRISPR-Cas9作为CRISPR家族中最著名的成员，开启了基因编辑的新时代。但是Qi的团队一直在探索新的更高效复杂的CRISPR工具，并把它们用在农作物上，以减少病虫害和气候变化对植物的影响。在这项研究中，他们利用CRISPR-Cas12b在植物中开发了一个多功能、可定制的系统，并实现了有效的基因编辑、激活和抑制。
在此之前，植物中常用的基因编辑系统是CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas12a。其中，CRISPR-Cas9能识别并切割基因组中极短的DNA序列，而CRISPR-Cas12a则能够识别不同的DNA靶向序列，并在DNA中进行更大的交叉切割，同时增加了定制系统的复杂性。
“CRISPR不仅能够进行基因组编辑，它更是一个复杂的系统，能够靶向DNA，征用已经存在的转录因子等等。我们可以利用CRISPR激活或抑制某些基因，进而诱导或抑制植物的某些性状。”Qi说。
顾名思义，CRISPR-Cas12b与CRISPR-Cas12a更为相似。除保留Cas12a固有的定制切割和基因调控能力外，它还能够提高基因激活的效率，并为基因抑制提供了更广泛的靶向位点。因此，它在打开/激活或关闭/抑制某个性状的基因表达时非常有用。此外，研究人员还利用CRISPR-Cas12b系统进行了多重基因组编辑，即在一个步骤中同时针对多个基因进行编辑。
“增加基因编辑系统的复杂性能够让我们针对更具体的效应因子进行基因激活、抑制，甚至改变基因的表观遗传特征。在CRISPR-Cas12b这个灵活的系统中，我们能够在更多的地方进行修改，有更多的机会来设计整个系统，这种复杂的混合系统具有非常强大的基因激活和编辑能力。”Qi说。
在本研究中，CRISPR-Cas12b系统的初步工作是在水稻上进行的。然而，研究人员希望探索更多的系统来进一步加强和改善植物基因组工程。这将有助于提高作物产量，进而养活不断增长的人口。
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编译：花花
审稿：西莫
责编：邓可
期刊来源：《自然植物》
期刊编号：2055-026X
原文链接：
https://phys.org/news/2020-03-viable-crispr-cas12b-genome.html
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