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華中農大科研團隊開發出新型植物RNA甲基化編輯工具
2024年09月06日 09:57:29
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：9155
近日，華中農業大學棉花遺傳改良團隊成功開發出了一種基于CRISPR/dCas13(Rx)的新型植物RNA甲基化編輯工具，該工具能夠實現對植物中N6-腺苷酸甲基化(m6A)的動態修飾。
【化工儀器網 項目成果】N6-腺苷酸甲基化(m6A)是動植物mRNA上最為豐富的一種化學修飾類型，廣泛參與多種表觀遺傳調控過程，包括mRNA的剪接、翻譯、出核、胞質定位和穩定性等。在植物中，m6A修飾在胚胎發生、干細胞命運決定、晝夜節律、葉片形態、硝酸鹽信號、果實成熟和配子體發育等方面發揮著關鍵調控作用。然而，傳統的研究方法，如敲除或超表達，無法精確控制m6A修飾的水平，導致整體修飾水平的變化難以預測。因此，開發一種能夠定點編輯m6A修飾的工具顯得尤為重要。
近日，華中農業大學棉花遺傳改良團隊成功開發出了一種基于CRISPR/dCas13(Rx)的新型植物RNA甲基化編輯工具，該工具能夠實現對植物中N6-腺苷酸甲基化(m6A)的動態修飾。這一突破為理解植物表觀遺傳調控和改善植物農藝性狀提供了新的方法和視角。
研究團隊利用高通量測序技術，確定了在植物生長、發育或抗逆過程中具有關鍵生物學功能的特定m6A位點。隨后，通過m6A編輯工具在設計的gRNA引導下，增加或降低這些位點的m6A修飾水平。獲得經m6A編輯的突變體后，通過多代鑒定其表型，篩選出具有更好農藝性狀的“理想植物”。
研究不僅成功開發出了一種新型的植物RNA甲基化編輯工具，還提出了一個完整的m6A編輯平臺工作模型。該模型能夠研究與作物產量、品質和抗逆性相關的特定m6A修飾位點的功能，為植物表觀遺傳調控的研究提供了新的思路。通過這一工具，研究人員可以精準地調控植物中關鍵基因的m6A修飾水平，從而改變植物的表型。例如，通過編輯根發育關鍵基因SHR的m6A修飾水平，發現SHR轉錄本m6A修飾水平的提高可促進植株地上部和根部的增大，使葉面積、株高、生物量和籽粒產量等增加，從而促進植物生長。這一發現對于未來的作物基因編輯育種具有重要的應用價值。
華中農業大學棉花遺傳改良團隊的這一研究成果，不僅豐富了CRISPR技術在植物基因編輯中的應用，還為植物表觀遺傳調控的研究提供了新的方法和工具。未來，隨著這一技術的不斷發展和完善，相信將在作物育種、農業生產等領域發揮更大的作用，為農業可持續發展做出重要貢獻。
相關研究成果CRISPR/dCas13(Rx) Derived RNA N6-methyladenosine (m6A)Dynamic Modification in Plant于近日在《先進科學》雜志在線發表。
參考來源：科技日報
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