原標(biāo)題：水稻基因組編輯工具盒再添新成員

 科技日報(bào)訊 （記者瞿劍）據(jù)中國農(nóng)科院最新消息，該院植物保護(hù)研究所周煥斌課題組、周雪平課題組和四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院林宏輝課題組合作開發(fā)了一系列基于Cas9-NG的各種水稻基因組定點(diǎn)編輯工具，并成功用于水稻單基因敲除、多基因敲除、單堿基編輯（堿基對G·C和A·T的互換）以及靶基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)控。該成果對于水稻基因功能解析和分子精準(zhǔn)育種具有重要促進(jìn)作用，將加速實(shí)現(xiàn)水稻缺陷型基因的修飾矯正，有利于縮短水稻育種進(jìn)程和延長現(xiàn)有優(yōu)良品種的應(yīng)用周期。相關(guān)研究成果新近在線發(fā)表于《分子植物》。

    周煥斌研究員介紹，來源于化膿鏈球菌的Cas9核酸酶現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于水稻基因組編輯，有效促進(jìn)了水稻功能基因組學(xué)研究和分子育種進(jìn)程。Cas9在進(jìn)行基因組編輯的過程中需要識別、結(jié)合一段位于編輯位點(diǎn)靶DNA序列末端的保守NGG序列（該保守序列被稱為PAM識別序列，N為堿基A/T/G/C中任意一種）。PAM識別序列的存在極大限制了Cas9在基因組范圍內(nèi)的打靶序列選擇，尤其在進(jìn)行單堿基編輯替換時，由于待編輯靶堿基位置是固定的，周邊若無NGG序列的話，基本無法進(jìn)行靶堿基的編輯替換。因此擴(kuò)展或簡化PAM識別序列，將有利于擴(kuò)展水稻基因組編輯應(yīng)用范圍。

    為此，研究團(tuán)隊(duì)選用Cas9突變體xCas9和Cas9-NG對水稻基因組編輯技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化和擴(kuò)展。研究發(fā)現(xiàn)Cas9-NG編輯效果優(yōu)于xCas9蛋白，并且將PAM識別序列由NGG簡化為NG，此外還能識別NAC、NTG、NT和NCG等PAM序列。Cas9-NG在水稻上的成功應(yīng)用，在一定程度上突破了PAM識別序列的限制，將水稻基因組中的可編輯位點(diǎn)增加了8倍，眾多之前無法進(jìn)行堿基編輯的位點(diǎn)如今可進(jìn)行操作，大大擴(kuò)展了編輯范圍。