科技日报记者 吴纯新 通讯员 蒋朝常 余博
12月8日，记者从华中农业大学获悉，该校植物科学技术学院棉花遗传改良团队金双侠教授的一项最新科研成果，日前在《基因组生物学》杂志在线发表。
这项研究展示了来自5个亚型的7个Cas13同源物的完整编辑谱系，全面评估了这些编辑工具的效率，特征以及脱靶效应。利用7种CRISPR/Cas13实现内源mRNA的靶向降解及外源病毒的靶向干扰，创制一系列弱突变体及抗性种质资源。
作为RNA特异性靶向工具，CRISPR/Cas13技术提供了一种强大而有效的方法，这种精度对于揭示多种类型RNA在植物生长发育过程中的作用，如发育、应激反应等至关重要，这为植物功能研究和作物改良提供了新的技术手段。
据介绍，与CRISPR/Cas9介导的GhCLA和GhPGF基因敲除的突变体表现出的完全白化或腺体消失的表型相比，CRISPR/Cas13介导的敲低材料表现出不同程度的叶绿素含量下降或腺体数量减少，这一结果表明，CRISPR/Cas13是创制植物弱突变体材料的有力工具。
研究团队进一步评估了GhCas13x.1和GhCas13y.1利用双靶标同时敲低两个内源转录本的效率，结果显示这两个编辑器对GhCLA和GhPGF基因的平均编辑效率最高均可达50%。但两个靶标基因在表达水平上始终一高一低，推测可能是两个靶标竞争性结合有限的Cas13蛋白所引起的编辑差异。这一结果证实了GhCas13编辑器针对多个转录本进行多重靶向敲低的可行性。
对上述7种GhCas13编辑器的特异性及其潜在脱靶效应的评估结果表明，未观察到Cas13的旁切活性可能引起mRNA水平整体下调。预测高脱靶非目标转录本的转录水平变化并不明显，所观察到下调DEGs并非由于传统的脱靶效应导致。
其中，很大一部分下调DEGs的产生原因可能是靶标转录本的定向下调或植物响应外部刺激的防御反应。剩下数量有限的DEGs可能是背景噪声。相较于广泛的棉花基因组，剩下的这些DEGs几乎可以忽略不计。
因此，该研究团队认为CRISPR/Cas13是一种精确可靠的转录组靶向敲低工具，具有较高的编辑效率和可忽略不计的脱靶效应。
（受访单位供图）