記者從中國農業科學院獲悉，近日，該院植物保護研究所作物有害生物功能基因組研究創新團隊首次將ScCas9蛋白應用于水稻細胞基因位點識別和定點編輯，證實在水稻中有較高的編輯效率，可識別PAM序列NNG基因位點，擴寬了植物基因編輯應用范圍。
相關研究成果在線發表在《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》上。
植物保護研究所周煥斌研究員介紹，CRISPR/Cas9系統已成為基因組精準修飾的有效工具，促進了植物功能基因組學研究和作物分子育種進程。但是Cas蛋白僅識別特定的PAM序列，極大地局限了基因編輯，尤其是堿基編輯靶點的選擇性。利用Cas蛋白突變體和不同物種Cas蛋白等在一定程度上可擴寬CRISPR工具的打靶范圍。擴展Cas9的識別區域是當前對CRISPR/Cas9系統優化改良的重要方向。
該研究選用來源于狗鏈球菌的ScCas9蛋白對水稻基因組編輯技術進行升級和擴寬編輯范圍。試驗證實ScCas9蛋白在水稻中可通過識別NNG位點完成基因編輯，且對NAG位點表現最好，編輯效率優于與之相似(相似度89.2%)的傳統SpCas9蛋白，但對NGG、NCG和NTG的編輯效率則具有一定的位點依賴性。此外，ScCas9蛋白還可同時高效地完成多基因編輯和雙靶堿基定點替換，編輯效率高達36.96%和47.5%。ScCas9在水稻基因組定點編輯上的應用，擴寬了對基因組編輯的范圍，為后續基因組編輯衍生技術提供了更多的可選擇工具，也為植物基因功能研究和作物分子育種與遺傳改良提供了有力的技術支撐。
據介紹，該研究得到了中國國家自然科學基金、國家重點研發計劃，挪威研究委員會等項目支持。
