华中农大科研团队开发出新型植物RNA甲基化编辑工具

9月4日，华中农业大学棉花遗传改良团队在《先进科学》杂志在线发表了其最新研究成果，该团队开发出基于CRISPR/dCas13(Rx)的新型植物RNA甲基化编辑工具。

以往对植物中m⁶A功能分析研究，多数是利用遗传扰动如敲除、超表达方式进行。然而，直接增加或删除m⁶A系统的任何关键组分会导致植物中m⁶A修饰的总体水平发生变化，产生的影响无法预测。因此，开发新型m⁶A定点编辑工具来调节动态可逆的m⁶A修饰，通过转录后调控途径来调控基因表达，可为理解植物表观遗传调控和改善植物农艺性状提供新的切入角度。

上述论文第一作者、华中农业大学博士生余露介绍，研究团队将无RNA剪切活性的dCas13(Rx)作为靶向RNA的锚定蛋白，分别与甲基转移酶 GhMTA或去甲基转移酶GhALKBH10结合起来，开发出可编程的m⁶A编辑工具。亚细胞定位和Western 印迹分析显示，该编辑工具以及阳性对照dCas13(Rx)均在植物细胞中成功表达并定位在植物细胞的特定区域。

基于系列研究，该团队提出了一个完整m⁶A编辑平台的工作模型，以研究与作物产量、品质和抗逆性相关的特定m⁶A修饰位点的功能。首先利用单碱基分辨率的高通量测序技术，确定可能在植物生长、发育或抗逆过程中具有关键生物学功能的特定m⁶A位点。随后，m⁶A编辑工具在设计的gRNA引导下增加或降低特定的m⁶A修饰水平。获得经m⁶A编辑的突变体，并通过多代鉴定其表型，筛选出具有更好农艺性状的“理想植物”。

据悉，这是华中农大金双侠课题组在基因编辑工具开发和分子育种应用方面的又一新进展，前期该课题组开发了Cas9、 Cas12a等工具，能在靶标位点进行敲除、敲入、敲高、敲低、SNP点突变等精准修饰，并利用这些工具创制棉籽无棉酚、高油酸、除草剂抗性、抗虫、彩色棉花等优异新种质，为棉花功能基因组研究和分子设计育种提供完备的工具箱和技术体系。