Ngày cập nhật 13 Tháng Mười Hai 2019
Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) và hệ thống protein liên quan đến Cas9 cung cấp một công cụ thao tác di truyền có thể thúc đẩy nghiên cứu thực vật. Nuclease‐dead Cas9 (dCas9) là một đột biến không hoạt động về mặt enzyme của Cas9 trong đó hoạt động endonuclease của nó không có chức năng. Các ứng dụng của CRISPR / dCas9 đã mở rộng và đa dạng trong những năm gần đây. Ban đầu, dCas9 được sử dụng như một công cụ kỹ thuật tái tạo CRISPR / Cas9 cho phép biểu hiện mục tiêu của bất kỳ gen hoặc nhiều gen thông qua việc tuyển dụng các miền tác động phiên mã mà không đưa ra các đột biến gây tổn hại DNA không thể đảo ngược. Các ứng dụng tiếp theo đã sử dụng khả năng của nó để làm thành các enzyme sửa đổi và protein vào các vị trí mục tiêu DNA. Tiến bộ gần đây nhất trong các ứng dụng của CRISPR / dCas9 trong các cây trồng, bao gồm kích hoạt và ức chế gen, chỉnh sửa biểu sinh, điều chế cấu trúc liên kết nhiễm sắc thể, hình ảnh nhiễm sắc thể tế bào sống và chỉnh sửa gen phi DNA, sẽ được xem xét. Các chiến lược liên quan để khai thác hệ thống CRISPR / dCas9 để cải tiến cây trồng với hệ thống CRISPR / dCas9 trong bộ gen chức năng của cây trồng.
Nghiên cứu cũng chỉ ra chiến lược khác nhau được phát triển trong những năm gần đây bằng cách sử dụng hệ thống hoạt động của CRISPR / dCas9 cho các ứng dụng khác nhau trong cả nghiên cứu thực vật cơ bản và ứng dụng. Hệ thống hoạt động dCas9 cho phép tăng cường sự biểu hiện của bất kỳ gen nào hoặc đa gen cùng với nhau trong cùng tế bào. Nó cho phép kiểm soát bất kỳ gen nào mà không gây ra bất kỳ sự thay đổi nào trong bộ gen chủ. Các hệ thống hoạt động dCas9 đã được chứng minh là một công cụ hoạt động phiên mã mạnh mẽ và hiệu quả, bao gồm các gen đơn lẻ hoặc một số gen đã thể hiện mức độ biểu hiện cao nhất. Việc hợp nhất các biến đổi từ dCas9 thành các TAD khác nhau có thể là một cách đi hữu ích để sàng lọc di truyền các gen mong muốn ở thực vật. Hệ thống hoạt động CRISPR/dCas9 đã được chứng minh là có giá trị đối với việc nghiên cứu các chức năng của các bộ điều chỉnh phiên mã dựa trên các ảnh hưởng về hệ sản phẩm phiên mã. Nó cũng có thể được sử dụng kỹ thuật trao đổi chất thông qua nhiều hoạt tính của enzyme có thể cung cấp những hiểu biết quan trọng về con đường trao đổi chất và làm thế nào để tăng sản phẩm của các chất chuyển hóa có giá trị. Hệ thống này cũng có thể được áp dụng để điều chỉnh tăng sự kiểm soát các đặc điểm quan trọng như khả năng chống lại các căng thẳng sinh học phi sinh học.
Hơn thế nữa, dCas9 dựa trên AND/Chất nhiễm sắc biến đổi enzyme có thể sử dụng để thiết kế kiểm soát lớn hơn của ngoại di truyền thực vật. Ứng dụng dCas9 dựa trên nền để thay đổi cấu chúc chất nhiễm sắc và thông tin vòng AND cho mục cho mục đích và thao tác được thể hiện tiềm năng của CRISPR như một công cụ tái bản cấu trúc chất nhiễm sắc cho nghiên cứu cây trồng. Biến động nhiễm sắc thể trong các tế bào thực vật sống và hình chất nhiễm sắc có thể tạo điều kiện dễ dàng cho CRISPR dựa trên hình ảnh cho hoạt động bộ gen giải mã. CRISPR/dCas9 RNPs có thể có giá trị khi giới thiệu với một cặp của một protein ổn định các polypaptide cho công nghệ sửa bộ genome.
Nguồn: onlinelibrary.wiley.com
