天博高彩霞研究组发表升级版引导编辑系统实验指南—新闻—科学网

基在CRISPR体系开发出的指导编纂体系（Prime Editing, PE）可以或许于基因组的靶位点处实现精准的片断插入、删除了及碱基的肆意替代，于基因医治、育种改善、根蒂根基研究等方面揭示出了伟大的运用远景。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组前期于水稻、小麦中成立并优化了动物指导编纂体系，实现了肆意碱基精准的替代、添加或者删除了。然而于运用历程中，研究组也发明该体系依然存于效率偏低、设计繁杂等问题，难以满意育种需要及于差别根蒂根基研究场景下的需求（Lin et al., Nature Biotechnology, 2020）。对于此，研究组经由过程对于PE体系举行多轮进级改造，乐成开发了 Tm值引导PBS序列设计 、 双pegRNA计谋 及 逆转录酶的项目化改造 三种优化计谋，将指导编纂体系效率平均晋升了10倍以上，并开发了于线的高效、主动化指导编纂试验设计消息网PlantPegDesigner（Lin et al., Nature Biotechnology, 2021; Zong et al., Nature Biotechnology, 2022）。

为了进一步推进指导编纂的运用，高彩霞研究组应邀于Nature Protocols杂志揭晓文章，具体先容了怎样降服指导编纂设计繁杂的问题。该论文起首描写了高效pegRNA的设计要领：前期研究发明动物细胞中pegRNA的编纂效率与PBS序列的Tm值（melting temperature,Tm）有关，于水稻中PBS序列Tm值为30℃的pegRNA可以或许得到最年夜的编纂效率；使用双pegRNA计谋，即针对于所需突变同时向细胞中递送别离靶向DNA两条链的两个pegRNA举行配合编纂，可以进一步年夜幅度晋升动物指导编纂的编纂效率。接下来，作者具体描写了于线主动化pegRNA设计消息网PlantPegDesigner的使用流程，该消息网可以或许统筹上述两种计谋，提供完备的pegRNA选择、设计与保举方案，利便使用者倏地设计高活性pegRNA。进一阵势，该论文对于怎样使用可以或许不变提高编纂效率的ePPE指导编纂器举行了具体描写。比拟在传统版本的指导编纂器，ePPE于碱基替代、小片断插入、删除了和较年夜片断的插入以及删除了等多种编纂类型下的编纂效率显著晋升，且不增长副产品及中靶效应。接下来，本论文对于载体组合的使用、基在原生质体的编纂效率检测、指导编纂体系的动物细胞荧光陈诉体系的使用以�첩及指导编纂试验成果的二代测序数据阐发等流程举行了具体描写。使用该文章描写的试验要领，可以于2～3周内完成指导编纂的原生质体试验，最快于3个月内得到颠末指导编纂的再生水稻植株。此外，该要领可以便捷地推广到其他物种中，并跟着新型指导编纂东西的不停优化而获得更广泛的运用。

三位审稿人均对于该文章赐与了高度评价： 作者周全、体系地先容了怎样于作物中实现高效的基因组编纂，以流利、易读的体式格局总结了指导编纂的试验要领 ； 该论文逻辑清楚，对于想于水稻或者其他动物物种中举行指导编纂的研究职员很是有效 ； 这是一篇想对于水稻、小麦或者玉米举行指导编纂的科研职员的很是好的试验指南 。

该文章在2020年11月25日于线揭晓在Nature Protocols杂志（DOI:10.1038/s41596-022-00773-9）。高彩霞研究组玻士后靳帅、林秋鹏为该论文的第一作者，高彩霞研究员为通信作者。北京齐禾生科生物科技有限公司的高强玻士介入了此项事情。该研究获得农业部、中国科学院战略性先导专项A、中国科学技能协会青年人材托举项目、玻士后立异人材撑持规划等工程的经费资助。

图：高效动物指导编纂试验流程。(a) 高效、主动化的pegRNA 设计要领 (b) 指导编纂试验设计与动物突变体得到。

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