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刘耀光院士评论植物的碱基编辑脱靶需要关注吗?同时提出了解决问题的方法!

关键词:
来源:
iPlants公众号
全文链接1:
https://mp.weixin.qq.com/s/UqkDbA2Ds1oTRlPfbPpzng
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类型:
前沿资讯
语种:
中文
原文发布日期:
2019-04-09
摘要:
腺嘌呤碱基编辑器(ABEs)和胞嘧啶碱基编辑器(CBE)是有针对性的碱基转换的强大工具,但它们的编辑特性在很大程度上是未知的。2019年3月1日,Science杂志背靠背发表了两篇来自中国学者关于单碱基编辑脱靶效应评估的文章,报告证明ABE具有高度特异性,但BE3型CBE倾向于产生全基因组脱靶效应(点击查看高彩霞及杨辉/李亦学课题组背靠背发表Science文章评估单碱基编辑工具脱靶效应)。2019年4月8日,Nature Plants 杂志在线发表了来自华南农业大学刘耀光课题组题为"Off-target effects and the solution"的评论文章。该文章对两篇Science文章进行评论,认为由于BE3系统的sgRNA非依赖性脱靶效应可能是由于蛋白本身造成,因此可以通过三种方法得以解决。尽管如此,该文特别强调由于植物研究对基因组编辑中的脱靶效应具有更高的耐受性,从技术角度来看,脱靶效应不会对实际作物育种构成重大威胁。 核苷酸点突变是作物许多重要农艺性状发生变异的遗传基础。大多数时候科学家希望通过引入 单碱基突变造成氨基酸的变化达到基因功能的增强或减弱,而不是单纯地敲除基因功能。由于定向同源修复 (HDR) 的编辑效率低,特异性单碱基突变编辑系统的研究就十分必要。  正如我们所知,四种碱基中胞嘧啶和腺嘌呤都含有一个氨基基团,如果通过脱氨反应,分别产生尿嘧啶和次黄嘌呤,最终通过DNA的修复或复制后分别产生C-G到T-A、A-T到G-C的碱基互换。由脱氨酶结构域和nCas9或dCas9组成的编辑器很大程度上克服了核酸酶产生DSB介导的基因组碱基编辑的限制,最终实现特异性的单碱基突。该文评论,由于自发基因组突变可能在生物体和细胞系的生长和发育过程中发生和积累,因此基因组编辑引起的全基因组脱靶效应分析需要可靠的全基因组无偏差方法来区分自发性和脱靶性突变。而这两项研究利用综合实验设计或克隆衍生系统来消除背景突变。对水稻的研究使用群体控制来排除自发突变和转化控制以排除来自转化和组织培养过程的突变。另一方面,对小鼠的研究使用了一种称为全基因组脱靶的方法,通过双细胞胚胎注射(GOTI)来评估脱靶突变。 GOTI方法通过比较编辑和未编辑的双细胞小鼠胚胎卵裂球之间的子代细胞的WGS数据来区分自发SNV与基于编辑器突变。
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