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    PBJ | 钱前院士团队开发出新型植物RNA甲基化编辑工具


    研究背景

    RNA N6-甲基腺苷(m6A)是信使RNA(mRNA)最常见的内部修饰,它在mRNA的加工和代谢中起着重要的作用。然而,在植物中尚未有方法可以特异性操纵基因上的m6A修饰水平,这严重制约了植物中m6A修饰的功能研究。

    近日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所联合崖州湾国家实验室、中国水稻研究所在Plant Biotechnology Journal(IF:13.8)上在线发表了题为 "Programmable RNA N6-methyladenosine editing with CRISPR/dCas13a in plants" 的研究论文,开发出基于CRISPR/dCas13a的新型植物RNA甲基化编辑工具。

     

    研究内容

    通过将m6A合成酶或去除酶与失活的Cas13a(dCas13a)融合,构建了m6A编辑器,可以通过导入特定的指导RNA来定位和修改目标RNA上的m6A位点。

    在烟草和拟南芥中验证了m6A编辑器的效率和特异性,发现它们可以显著增加或减少特定RNA转录本上的m6A水平,而不影响其他转录本或全局m6A水平

    以拟南芥中的短根基因(SHR)为例,发现使用m6A合成酶编辑器靶向SHR转录本可以提高其m6A水平,并促进其降解,从而导致植物生长的增强,表现为叶片和根部的增大,植株高度、生物量和总籽粒重量的增加。

    通过对编辑SHR植株进行甲基化测序(MeRIP-seq)分析,进一步证明了该编辑工具有较好的编辑特异性和较低的脱靶效应。

     

    小结

    研究设计并在植物中验证了基于CRISPR/Cas13a系统的m6A编辑工具,实现了对特定基因m6A位点进行甲基化和去甲基化编辑,可广泛应用于m6A修饰的相关功能研究。研究首次发现操纵关键发育基因的m6A修饰水平可调控植株表型、改良植物相关性状,这在未来的作物基因编辑育种中也具有潜在的重要应用价值。

     

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