經5年攻關,朱健康研究組在CRISPR領域取得重大進展,

　　2018年5月17日，朱健康研究組在Nature Communications在線發表了題為“CRISPR/Cas9-mediated gene targeting in Arabidopsis using sequential transformation”的研究論文，該論文報道了擬南芥中基因靶向的連續轉化-精確基因靶向方法。使用來自卵細胞和早期胚胎特異性DD45基因啟動子驅動Cas9， 通過同源重組在幾個內源性位點上定向插入標簽或者是進行氨基酸替換， 這些可遺傳的基因靶向可通過常規PCR鑒定。 該方法可以對擬南芥基因組進行常規和精細操作。這對于后期的定點突變，插入特定的標簽，插入長片段的TE等操作具有非常重大的應用意義，這極大的推動了植物基因編輯領域，對于進一步農業上的遺傳育種做了很好的鋪墊。同時iPlants編輯組盤點了朱健康組在2018年發表的文章，希望對你有用，共6篇。

　　精確的基因組修飾，例如通過同源重組進行DNA敲入和基因置換（即基因靶向）是一種功能強大的工具，廣泛應用于包括果蠅和動物在內的許多生物體的研究。然而，由于同源重組效率低，基因打靶（GT）在高等植物物種中仍然是非常具有挑戰性的。

　　已經使用工程序列特異性核酸酶例如鋅指核酸酶（ZFN），轉錄激活劑樣效應子核酸酶（TALEN）和成簇規則間隔短回文重復序列（CRISPR）/ CRISPR相關蛋白9（Cas9）來產生位點特異性雙鏈斷裂（DSBs）在許多生物體中進行基因組編輯。通過容易出錯的非同源末端連接（NHEJ）修復這些DSB導致隨機突變，而無差異同源性定向修復（HDR）在提供同源DNA底物時產生精確的序列變化。基因組編輯的目標是實現可遺傳的GT，其定義為在生殖細胞中任何感興趣的基因組位點處精確插入或置換序列。

　　然而，HDR介導的內源基因GT在高等植物中效率極低，阻礙了其廣泛應用。植物中的第一個GT在煙草中的卡那霉素抗性基因中得到證明，效率范圍從10-6到10-3。后來在水稻中開發了一種利用正負選擇的高效方法；然而，這種復雜的策略僅用于修飾水稻中的幾個基因，并未成功應用于其他植物，包括擬南芥和煙草。序列特異性核酸酶可以提高GT的效率，并且CRISPR / Cas9輔助的HDR已經用于包括人類干細胞在內的各種模型系統中的GT。 盡管如此，這些GT事件主要依靠選擇目標基因座上的抗生素或除草劑抗性基因來提高效率。少數不依賴選擇標記的GT事件顯示極低的頻率，因此限制了這些方法的有用性。

　　在這里，朱健康研究組描述了擬南芥中無縫GT的簡單方法，包括框內基因敲入和氨基酸替換。通過在擬南芥中靶向內源DNA糖基化酶基因ROS1和DME來證明該方法的實用性。對于該文章，朱健康及Miki Daisuki共同通訊，張文心及Miki Daisuki共同一作，該工作得到中科院的相關經費資助。