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PBJ | 揚州大學張韬課題組及合作機關開發出适用于91種植物以及人類、小鼠等其它模式物種的單堿基編輯器的gRNA設計軟體

作者:植物科學最前沿
PBJ | 揚州大學張韬課題組及合作機關開發出适用于91種植物以及人類、小鼠等其它模式物種的單堿基編輯器的gRNA設計軟體

近日,國際著名期刊《植物生物技術雜志》發表了一篇題為《CRISPR-BETS:一種用于生成終止密碼子的堿基編輯設計工具》的線上研究論文,描述了使用單堿基編輯技術準确敲除靶基因,并發表了一篇名為CRISPR-BETS(堿基)的研究論文。編輯停止)gRNA設計軟體。

利用胞嘧啶堿基編輯器(CBE)的單堿基編輯技術,可以精确地替換靶堿基,進而終止密碼,進而實作靶基因敲除。與傳統的Cas9敲除技術相比,使用CBUS基因敲除不能改變基因組大小,準确獲得預期的編輯結果,植物中的絕大多數基因都可以使用CBUS技術進行敲除,并且在第一代編輯植物中可以獲得純突變體,大大降低了後篩選工作量, 該技術具有很大的應用價值。

設計準确而嚴格的gRNA是使用CBUS系統進行遺傳高效和精确敲除的第一步。為此,作者開發了植物特異性gRNA設計軟體CRISPR-BETS(https://zhangtaolab.org/software/crisprbets),該軟體可以基于不同的胞嘧啶脫氨酶特性、Cas9變體、PAM和編輯視窗設計合适的gRNA,通過gRNA特異性篩選和優化降低脫靶比,提高編輯效率。CRISPR-BETS軟體操作簡單,使用者友好,無需實驗人員掌握複雜的生物資訊學知識即可直接使用,并且隻需輸入GenBank,Snapgene或Fasta格式序列檔案即可使用gRNA設計軟體。目前,該軟體支援對91種植物和其他模型物種(如人類,小鼠,斑馬魚等)進行gRNA設計和特異性優化分析。

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圖1:CRISPR-BETS工作流程

為了驗證CRISPR-BETS軟體的可靠性,筆者首先使用水稻、番茄原生質編輯系統分别敲除OsGW2、OsPDS、SlBlc等基因,通過擴增測序驗證CES能高效地産生早終止密碼子,進而敲除靶基因。同時,作者評價了該政策在穩定轉化中的效率,結果表明,該系統在第一代編輯中編輯效率高,能夠可靠地産生純突變菌株。

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圖2:原生體和穩定轉換評估CBUS淘汰系統

揚州大學張偉教授、電子科技大學張丹尼爾教授、馬裡蘭大學齊一平教授是本文的共同作者,揚州大學博士研究所學生吳躍超和電子科技大學博士研究所學生何偉是本文的共同作者。

連結:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13732

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