经5年攻关,朱健康研究组在CRISPR领域取得重大进展,

　　2018年5月17日，朱健康研究组在Nature Communications在线发表了题为“CRISPR/Cas9-mediated gene targeting in Arabidopsis using sequential transformation”的研究论文，该论文报道了拟南芥中基因靶向的连续转化-精确基因靶向方法。使用来自卵细胞和早期胚胎特异性DD45基因启动子驱动Cas9， 通过同源重组在几个内源性位点上定向插入标签或者是进行氨基酸替换， 这些可遗传的基因靶向可通过常规PCR鉴定。 该方法可以对拟南芥基因组进行常规和精细操作。这对于后期的定点突变，插入特定的标签，插入长片段的TE等操作具有非常重大的应用意义，这极大的推动了植物基因编辑领域，对于进一步农业上的遗传育种做了很好的铺垫。同时iPlants编辑组盘点了朱健康组在2018年发表的文章，希望对你有用，共6篇。

　　精确的基因组修饰，例如通过同源重组进行DNA敲入和基因置换（即基因靶向）是一种功能强大的工具，广泛应用于包括果蝇和动物在内的许多生物体的研究。然而，由于同源重组效率低，基因打靶（GT）在高等植物物种中仍然是非常具有挑战性的。

　　已经使用工程序列特异性核酸酶例如锌指核酸酶（ZFN），转录激活剂样效应子核酸酶（TALEN）和成簇规则间隔短回文重复序列（CRISPR）/ CRISPR相关蛋白9（Cas9）来产生位点特异性双链断裂（DSBs）在许多生物体中进行基因组编辑。通过容易出错的非同源末端连接（NHEJ）修复这些DSB导致随机突变，而无差异同源性定向修复（HDR）在提供同源DNA底物时产生精确的序列变化。基因组编辑的目标是实现可遗传的GT，其定义为在生殖细胞中任何感兴趣的基因组位点处精确插入或置换序列。

　　然而，HDR介导的内源基因GT在高等植物中效率极低，阻碍了其广泛应用。植物中的第一个GT在烟草中的卡那霉素抗性基因中得到证明，效率范围从10-6到10-3。后来在水稻中开发了一种利用正负选择的高效方法；然而，这种复杂的策略仅用于修饰水稻中的几个基因，并未成功应用于其他植物，包括拟南芥和烟草。序列特异性核酸酶可以提高GT的效率，并且CRISPR / Cas9辅助的HDR已经用于包括人类干细胞在内的各种模型系统中的GT。 尽管如此，这些GT事件主要依靠选择目标基因座上的抗生素或除草剂抗性基因来提高效率。少数不依赖选择标记的GT事件显示极低的频率，因此限制了这些方法的有用性。

　　在这里，朱健康研究组描述了拟南芥中无缝GT的简单方法，包括框内基因敲入和氨基酸替换。通过在拟南芥中靶向内源DNA糖基化酶基因ROS1和DME来证明该方法的实用性。对于该文章，朱健康及Miki Daisuki共同通讯，张文心及Miki Daisuki共同一作，该工作得到中科院的相关经费资助。