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華中農(nóng)大科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出新型植物RNA甲基化編輯工具
2024年09月06日 09:57:29
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：9211
近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出了一種基于CRISPR/dCas13(Rx)的新型植物RNA甲基化編輯工具，該工具能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)植物中N6-腺苷酸甲基化(m6A)的動(dòng)態(tài)修飾。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】N6-腺苷酸甲基化(m6A)是動(dòng)植物mRNA上最為豐富的一種化學(xué)修飾類型，廣泛參與多種表觀遺傳調(diào)控過程，包括mRNA的剪接、翻譯、出核、胞質(zhì)定位和穩(wěn)定性等。在植物中，m6A修飾在胚胎發(fā)生、干細(xì)胞命運(yùn)決定、晝夜節(jié)律、葉片形態(tài)、硝酸鹽信號(hào)、果實(shí)成熟和配子體發(fā)育等方面發(fā)揮著關(guān)鍵調(diào)控作用。然而，傳統(tǒng)的研究方法，如敲除或超表達(dá)，無法精確控制m6A修飾的水平，導(dǎo)致整體修飾水平的變化難以預(yù)測(cè)。因此，開發(fā)一種能夠定點(diǎn)編輯m6A修飾的工具顯得尤為重要。
近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出了一種基于CRISPR/dCas13(Rx)的新型植物RNA甲基化編輯工具，該工具能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)植物中N6-腺苷酸甲基化(m6A)的動(dòng)態(tài)修飾。這一突破為理解植物表觀遺傳調(diào)控和改善植物農(nóng)藝性狀提供了新的方法和視角。
研究團(tuán)隊(duì)利用高通量測(cè)序技術(shù)，確定了在植物生長、發(fā)育或抗逆過程中具有關(guān)鍵生物學(xué)功能的特定m6A位點(diǎn)。隨后，通過m6A編輯工具在設(shè)計(jì)的gRNA引導(dǎo)下，增加或降低這些位點(diǎn)的m6A修飾水平。獲得經(jīng)m6A編輯的突變體后，通過多代鑒定其表型，篩選出具有更好農(nóng)藝性狀的“理想植物”。
研究不僅成功開發(fā)出了一種新型的植物RNA甲基化編輯工具，還提出了一個(gè)完整的m6A編輯平臺(tái)工作模型。該模型能夠研究與作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性相關(guān)的特定m6A修飾位點(diǎn)的功能，為植物表觀遺傳調(diào)控的研究提供了新的思路。通過這一工具，研究人員可以精準(zhǔn)地調(diào)控植物中關(guān)鍵基因的m6A修飾水平，從而改變植物的表型。例如，通過編輯根發(fā)育關(guān)鍵基因SHR的m6A修飾水平，發(fā)現(xiàn)SHR轉(zhuǎn)錄本m6A修飾水平的提高可促進(jìn)植株地上部和根部的增大，使葉面積、株高、生物量和籽粒產(chǎn)量等增加，從而促進(jìn)植物生長。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于未來的作物基因編輯育種具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)的這一研究成果，不僅豐富了CRISPR技術(shù)在植物基因編輯中的應(yīng)用，還為植物表觀遺傳調(diào)控的研究提供了新的方法和工具。未來，隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信將在作物育種、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
相關(guān)研究成果CRISPR/dCas13(Rx) Derived RNA N6-methyladenosine (m6A)Dynamic Modification in Plant于近日在《先進(jìn)科學(xué)》雜志在線發(fā)表。
參考來源：科技日?qǐng)?bào)
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