基因组编辑技术是当前生命科学研究的前沿领域

2020-02-17 作者:admin   |   浏览(
基因组编辑技术是当前生命科学研究的前沿领域。在多种不同的基因组编辑方法,以CRISPR/Cas9系统最为便捷、高效,应用也最广泛。
 
但CRISPR技术存在的脱靶效应依旧是影响其能否广泛应用的主要限制因素,如何正确评估、检测脱靶效应,并提出相应的策略降低脱靶效应,是当前基因编辑研究领域的重要研究方向。
 
近日,华中农业大学棉花遗传改良团队一篇相关综述,系统总结了当前的基因编辑工具、基因编辑产生的脱靶效应及类型、脱靶效应的机理、动植物的脱靶效应存在的问题;并总结了如何进行sgRNA设计,脱靶效应的评估和预测,避免和减轻脱靶效应的策略以及对预期基因组编辑结果的影响。该论文在线发表于国际综合性期刊《先进科学》。
 
基因编辑虽好,脱靶是个问题
 
相对于以往研究基因功能的工具,以CRISPR/Cas9 为代表的基因编辑的效率和准确性都较高,但也会带来一个可能“致命”的问题——脱靶效应。 
 
“基因编辑可以‘指哪打哪’。一般只要20个核苷酸序列就能对一个基因进行定位并定点敲除。但同时,在基因组序列中,与特定20个核苷酸序列相近的碱基片段非常多。基因编辑过程中,与导向RNA靶向目标很接近的片段,也会结合上去并被敲除掉,这就是所谓的‘脱靶’。”华中农业大学植物科学技术学院教授、论文共同通讯作者金双侠在接受《中国科学报》采访时解释到。
 
金双侠强调,由于可以结合的潜在脱靶位点基因片段较短,所以在理论上脱靶概率还是比较高的,脱靶位点也比较多。如果脱靶现象普遍发生,对动植物来说都会是一个严重的挑战,其后果是比较严重的。
 
在电子科技大学生命科学与技术学院教授张勇看来,基因组编辑技术在动植物育种和基础研究工作中都很重要。但其中的脱靶效应和非特异性剪切对应用结果和研究成果的可靠性、有用性有重要影响。“目前,对于基因编辑技术的应用和发展的综述较多,但全面综述脱靶效应的比较少。”
 
“长期以来,学术界对植物基因编辑器和基因编辑工具的脱靶效应缺乏相关重视”,安徽省作物基因编辑中心主任、安徽省农科院水稻研究所研究员魏鹏程评价到,该综述很好地结合了动物基因编辑技术中的前沿进展以及植物基因编辑所面临的问题,指出了未来在脱靶效应方面到底应该做哪些工作。
直播支招小麦生产关键期
 
2月14日上午,一场主题为《小麦中后期病虫防治技术要点》的培训直播在“江苏布谷鸟种植联盟”平台上线。该联盟由南京农业大学农学院教授、江苏布谷鸟种植产业发展联盟理事长姜东于2018年发起,目前集结了包括南京农业大学、江苏省农业科学院、扬州大学、中粮贸易有限公司等21家高校、科研院所、企业和上市公司,主要针对全国小麦的种植大户和农资商进行培训和指导。
 
姜东告诉《中国科学报》,今年受暖冬气候影响,春小麦的平均生育期比平时提前了一个月,因此,目前正值小麦生产管理的关键时期。受疫情影响,当前农资、物流一定程度受阻,农田用工劳力跟不上。根据天气预报,最近还会迎来大幅降温,化学除草过程中小麦本身的抗冻能力下降,因此,冻害风险较高。
 
针对当前生产中遇到的棘手问题,平台第一时间邀请联盟专家,自2月9日开始,分别围绕施肥、除草、防病虫害等主题对农户进行直观实用的线上指导,此外还开通微信群,通过视频、语音、图片等方式,对农户遇到的问题进行一对一的“会诊”。
 
截至2月14日,3期直播已经顺利结束,据平台工作人员介绍,目前已有来自全国13个省份、超过33万用户关注该平台,收看在线直播。
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