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在《自然-植物》杂志的一项研究中,马里兰大学(UMD)植物科学副教授Yiping Qi先容了一种新的和改善的植物CRISPR 3.0系统,专注于基因激活而不是传统的基因编辑。 这个第三代CRISPR系统专注于多重基因激活,意味着它可以同时提升多个基因的功效。据研究职员说,这个系统拥有现在最先进的CRISPR手艺的四到六倍的激活能力,显示出同时对多达七个基因的高准确度和效率。

虽然CRISPR更多的是以其基因编辑能力而著名,它可以敲除不受迎接的基因,但激活基因以获得功效对于为未来缔造更好的植物和农作物是至关主要的。

“虽然我的实验室之前已经生产了同时举行基因编辑[多重编辑]的系统,但编辑主要是发生功效损失以改善作物,”研究职员注释说。“然则若是你想一想,这种战略是有限的,由于没有无尽的基因可以让你关闭,现实上仍然获得有价值的器械。从逻辑上讲,这是一种异常有限的方式来设计和培育更好的性状,而植物可能已经进化出差其余途径、防御机制和性状,只是需要一个提升。通过激活,你可以真正提升途径或增强现有能力,甚至实现一种新的功效。你可以行使基因组中已经存在的功效,增强你知道的有用的器械,而不是把器械关闭。”

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在他的新论文中,研究团队在水稻、番茄和拟南芥中验证了CRISPR 3.0系统。该团队解释,你可以同时激活许多种基因,包罗更快的着花,以加速育种历程。但这只是多重激活的众多优势之一。

“拥有一个加倍精简的多重激活历程可以提供重大的突破。例如,我们期待着行使这项手艺更有用和高效地筛选基因组,以寻找有助于应对天气转变和全球饥饿的基因。我们可以用这个新系统在更大局限内设计、定制和跟踪基因激活,以筛选出主要的基因,这将异常有利于植物的发现和转化科学。”

由于CRISPR通常被以为是可以切割DNA的“分子铰剪”,这个激活系统使用的是停用的CRISPR-Cas9,只能连系。由于没有切割的能力,该系统可以通过与DNA的某些片断连系,而专注于为感兴趣的特定基因招募激活卵白。研究职员还测试了他的CRISPR-Cas9的SpRY变体,该变体极大地拓宽了可用于激活的目的局限,以及他最近的CRISPR-Cas12b系统的停用形式,以显示跨CRISPR系统的多功效性。这显示了为多重激活而扩展的伟大潜力,这可以改变基因组工程的事情方式。

“人们总是谈论小我私人若何具有潜力,若是你能培育和促进他们的先天,”研究职员说。“这项手艺让我感应兴奋,由于我们正在植物中推广同样的器械--你若何促进它们的潜力,辅助植物用它们的自然能力做得更多?这就是复用基因激活所能做到的,它给我们提供了这么多作物育种和改良的新时机。”

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