PNAS：新型基因打靶方法

來自德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院(德語：Karlsruher Institut für Technologie，縮寫：KIT) ，SunGene GmbH公司的研究人員發(fā)表了題為“In planta gene targeting”的文章，報(bào)道了一種新型技術(shù)，能更加**可靠的靶向靶標(biāo)，或者修改植物基因組中遺傳信息。這一成果公布在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)雜志上。

文章的通訊作者是KIT植物分子生物學(xué)與生物化學(xué)系主任Holger Puchta教授，他曾闡明了植物中雙鏈斷裂修復(fù)的主要機(jī)制，主要研究領(lǐng)域集中于植物中的體細(xì)胞重組和減數(shù)分裂重組以及綠色基因技術(shù)。

為了滿足人類的需求，科學(xué)家們一直在改良農(nóng)作物，使之能結(jié)出更多的果實(shí)，或能在旱地中生存，或具有抗蟲害作用。目前隨著綠色生物技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了更多能更快更有效改良植物性狀，不同于經(jīng)典育種方法的新工具。這篇文章中提及的新型基因打靶技術(shù)就是其中之一。

所謂基因打靶技術(shù)(Gene Targeting Method)是指含已知序列的dn**段與受體細(xì)胞基因組中序列相同或相近的基因發(fā)生同源重組，整合至受體細(xì)胞基因組中并得以表達(dá)的一種外源DNA導(dǎo)入技術(shù)。這是一種定向改變生物體遺傳信息的實(shí)驗(yàn)手段，以此技術(shù)為基礎(chǔ)，可能制備出新型的研究用模式實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和生產(chǎn)用生物反應(yīng)器。

而這項(xiàng)新成果則是基于植物天然的修復(fù)機(jī)制：同源重組(homologous recombination)修復(fù)，這種修復(fù)方法是DNA雙鏈斷裂損傷修復(fù)的主要方式，對于保持哺乳動(dòng)物細(xì)胞的基因組完整性十分重要。重組即遺傳物質(zhì)的重排，同源重組是指發(fā)生在同源DNA序列間的重組，主要是利用DNA序列間的同源性來識(shí)別，而負(fù)責(zé)配對和重組的蛋白質(zhì)因子并無堿基序列特異性。

文章的**作者，KIT的Friedrich Fauser說，“利用一種合適的酶，也就是分子剪刀，我們**在基因組中完成了**位點(diǎn)切割，然后將需要的片段修復(fù)在了這個(gè)切割點(diǎn)上”，“這個(gè)片段的一部分就是我們想要加入的新基因片段，接下來就由細(xì)胞修復(fù)系統(tǒng)自動(dòng)完成?！?/p>

考慮到這個(gè)方面，研究人員將這種方法命名為“植物基因打靶(In planta gene targeting，IPGT)”，這種方法具有高**性，新遺傳信息能準(zhǔn)確的加入到目標(biāo)位點(diǎn)。從理論上來說，IPGT能用于每種植物?！跋啾扔趥鹘y(tǒng)方法——只能用于某些植物，并且會(huì)產(chǎn)生大量的抗拒，這一新方法具有極大的優(yōu)勢”，Puchta教授說。

“利用合適的分子剪刀，片段和細(xì)胞中的天然修復(fù)機(jī)制，IPGT能比目前使用的技術(shù)效率高100倍。”