新型植物RNA甲基化编辑工具研发成功

记者10月6日从华中农业大学获悉，该校棉花遗传改良团队开发出基于CRISPR/dCas13（Rx）的新型植物RNA甲基化编辑工具。研究成果日前发表于《先进科学》杂志。

N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物mRNA最普遍的内部修饰，可能引起mRNA配对、热动力和折叠性能的改变，从而影响RNA的可变剪接、翻译、细胞定位、稳定性以及与蛋白的相互作用，在调节植物生长发育和抗逆性中起着重要作用。以往对植物m6A功能分析的研究，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都会导致植物中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定点编辑工具调节动态可逆的m6A修饰，可为理解植物表观遗传调控、改善植物农艺性状提供新的角度。

论文第一作者、华中农业大学博士余露介绍，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。

基于系列研究，研究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。该工作模型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，通过m6A编辑工具添加或删除特定位点的m6A修饰获得编辑突变体；最后，通过多代鉴定突变体表型，筛选出具有更好农艺性状的理想作物。

此前，华中农业大学金双侠课题组开发了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了具有棉籽无棉酚、高油酸、抗虫等优异性状的棉花新种质，为棉花功能基因组研究和分子设计育种提供了完备的工具箱和技术体系。此次研发新型植物RNA甲基化编辑工具是该课题组在基因编辑工具开发和分子育种方面取得的又一进展。