基因组编辑

基因组编辑(Genome editing)是对生物基因组进行靶向修饰的一项新技术。该技术通过利用人工构建的序列特异核酸酶(SSNs)在基因组靶位点制造DNA双链断裂切口进而诱导细胞内源性DNA修复机制,通过非同源末端连接(NHEJ)或同源重组(HR)实现基因敲除、替换和插入等操作。

 

Nature Method 将包括TALENs在内的人工核酸酶介导的基因组定向编辑技术选为2011年度方法。 Science 杂志将以TALEN为首的序列核酸酶称为“基因组巡航导弹”,其介导基因工程被评为2012十大科学突破(Alberts)。2013年Science将CRISRP/Cas技术评为2013年度的十大重要科学突破。

 

基因组编辑技术产生的基因敲除突变体一般只有几个碱基的删除或插入,而且序列特异核酸酶的整合位点与靶基因位点通常不在同一染色体上,通过后代的自然分离可获得无转基因痕迹的遗传材料。因此,利用组基因编辑技术获得的突变体等同于传统的天然诱变、人工诱变和种内杂交获得材料。因此,基因组编辑技术具有较高的生物安全性,该技术创制的作物品种也极有可能打破转基因政策壁垒从而通过品种审定,有着不可估量的基础理论研究意义和育种生产应用价值。

 

植物基因组编辑步骤:

    1. 构建Cas9核酸酶植物表达载体
    2. 构建sgRNA质粒
    3. gRNA连接至载体上的靶向位点
    4. 目标植物原生质体分离及转化
    5. Indel突变检测
    6. 目标植物的遗传转化
    7. 突变体的获得

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      • 构建靶标基因的gRNA质粒(分别打造了覆盖全部植物物种的CRISPR/Cas9敲除载体,可为所有科研物种提供服务);
      • 原生质体中瞬时表达好的具有突变活性的转化载体;
      • 能产生移码突变的转基因植株。