JIPB | 中国农业科学院/南方科技大学朱健康院士团队成功开发新型紧凑型植物编辑平台TnpBmax,水稻和番茄编辑效率大幅提升

基因组编辑技术是现代农业生物技术的重要工具, 而如何在小尺寸、高效率之间取得平衡一直是研究热点。近日, JIPB在线发表了中国农业科学院作物科学研究所/南方科技大学朱健康院士团队的题为“A surrogate-selection-enhanced TnpBmax platform enables efficient genome editing in rice and tomato”的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.70159)。该研究开发了一种名为 TnpBmax 的新型植物基因组编辑平台, 成功在水稻和番茄中实现了高效、精准的基因编辑, 为植物基因功能研究和作物改良提供了更灵活的工具。

IsDra2 TnpB是一种来源于IS200/IS605转座子家族的RNA引导的核酸酶, 被认为是Cas12家族的进化前体。它体积小巧、可通过ωRNA实现程序化识别, 并依靠RuvC结构域切割DNA, 因此在载体包装和递送方面具有明显优势。然而, TnpB在植物中的编辑效率一直受限, 主要原因包括表达不稳定、细胞核定位效率低、ωRNA易降解等。基于此, 研究团队通过多层策略对IsDra2 TnpB进行系统性改造: 首先进行植物密码子优化并融合多重核定位信号; 其次将ωRNA截短至99 nt以提升稳定性; 接着在C端融合T5外切酶增强切割后末端处理能力; 最后引入SSA代理筛选系统实现编辑细胞的高效富集。这一整合系统被命名为TnpBmax (图1)。

图1 ωRNA截短及T5外切酶融合策略显著提高编辑效率并诱导微同源依赖型缺失突变

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