近日，JIPB发表了国产高清在线精品一区二区三区,九九精品视频免费,亚洲欧美日韩精品久久久,亚洲午夜精品av,97久久精品,日本青青草视频,青青青在线免费观看,伊人久久中文,69精品欧美一区二区万建民院士团队题为“Engineer the eukaryotic OMEGA?Fanzor systems for genome editing in plants”的研究论文。该研究利用单个转录单元（Single transcript unit, STU）策略开发出适用于植物的高效OMEGA?Fanzor基因组编辑系统，并在水稻再生植株中实现了最高50.0%的编辑效率，为植物育种技术和功能基因研究提供了新工具。
作为CRISPR系统的祖先，OMEGA同样是RNA引导（ωRNA）的可编程的核酸酶系统，主要包含IscB、IsrB、TnpB和Fanzor等。其中，真核生物来源的Fanzor蛋白与原核生物来源的TnpB为同源蛋白，其核酸酶特性与Cas12蛋白类似，大小仅为Cas12a蛋白的一半（平均～620 aa），但其在植物基因组中难以实现有效的基因编辑。
本研究首先构建了基于pCAMBIA1300骨架的STU载体，与需要核酶介导sgRNA成熟的Cas9-STU系统不同，Fanzor-STU系统因其Fanzor蛋白能够加工自身mRNA以生成功能性ωRNA而省略了核酶。研究团队在水稻原生质体中测试了4种Fanzor蛋白的活性，其中NlovFz2效率为2.8%，其次是SpuFz1和MmeFz2的效率分别为1.4%和0.9%，而GtFz1几乎未检测到活性（图1）。随后，团队在小麦原生质体中进行了活性测试，结果显示NlovFz2和SpuFz1分别在TaDEP1靶点实现了2.9%和1.0%的编辑效率，表明了Fanzor-STU载体构建策略在不同的作物中均能适用。
图1 OMEGA-Fanzor系统在水稻和小麦原生质体中的活性测试
此外，研究团队采用AlphaFold3对NlovFz2的结构进行预测，发现NlovFz2蛋白N端存在一个含有类NLS信号的无序区域。为了验证无序序列对编辑效率的影响，研究团队构建了四种截短类型的NlovFz2-STU载体，并通过N端带有或不含SV40 NLS来验证预测类NLS的功能是否能被替代。与对照3.3%的编辑效率相比，Nlov-Del.v1（402 aa）和Nlov-Del.v2（387 aa）的效率均有所降低，分别为0.9%和1.7%，而N端添加了SV40 NLS的Nlov-Del.v3（403 aa）效率也仅为1.7%；在将预测的NLS替换为SV40 NLS后，效率恢复到2.7%，且与未截断对照相比无显著差异（P=0.7000），而pH-NlovFz2-STUΔbpNLS在删除STU载体C端的bpNLS后，活性则彻底丧失（图2）。
图2 NlovFz2无序区域不同截断变体对编辑效率的影响
研究团队进一步利用农杆菌介导的水稻遗传转化体系，检测了OMEGA-Fanzor系统在栽培种宁粳7号中的编辑效率。结果显示，NlovFz2的编辑效率最高（22.5%-50.0%），随后是SpuFz1（24.8%-34.6%）和MmeFz2（17.8%-18.8%），且编辑事件均为2-36 bp的DNA小片段删除。其中，NlovFz2成功在编码水稻八氢番茄红素脱氢酶OsPDS的第13外显子靶点处产生编辑，并得到了具有白化表型的突变植株（图3）。
该研究首次在植物中系统评估并优化了真核来源的OMEGA-Fanzor系统，其中NlovFz2表现出色，具备体积小（489 aa）、效率高、特异性强等优势。STU策略的运用使其更适合病毒介导的基因编辑（VIGE）和多基因编辑系统构建，未来通过ωRNA和蛋白工程进一步优化，有望丰富现有的基因编辑工具箱，为作物育种和功能基因研究提供新工具。
图3 OMEGA-Fanzor系统在水稻再生植株中的编辑
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论文链接：https://doi.org/10.1111/jipb.70049
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