Hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR-Cas12a là chiến thuật knockout microRNA của thực vật

  Hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR-Cas12a là chiến thuật knockout microRNA của thực vật

Nguồn; Xuelian Zheng, Xu Tang, Yuechao Wu, Xiaoqin Zheng, Jianping Zhou, Qinqin Han, Yalan Tang, Xinxuan Fu, Jiao Deng, Yibo Wang, Danning Wang, Shuting Zhang, Tao Zhang, Yiping Qi, Yong Zhang. 2024. An efficient CRISPR-Cas12a-mediated MicroRNA knockout strategy in plants. First published: 14 October 2024; https://doi.org/10.1111/pbi.14484

 

Những năm gần đây, người ta thường sử dụng hệ thống CRISPR-Cas9 nuclease để knock out các gen MicroRNA (miRNA) trong cây trồng, thúc đẩy mạnh mẽ nghiên cứu chức năng của miRNA. Tuy nhiên, do xu hướng tạo ra những “insertions và deletions” cực nhỏ, nên Cas9 không thích hợp tốt để có được một knockout hoàn toàn trong các gen miRNA.

 

Trái lại, CRISPR-Cas12a nuclease tạo ra những deletions lớn hơn, mà điều này có thể làm gián đoạn đáng kể cấu trúc thứ cấp của phân tử pre-miRNA và ngăn ngừa được sản sinh ra phân tử miRNAs trưởng thành. Thông qua nghiên cứu tình huống gen OsMIR390 của cây lúa, người ta xác định được Cas12a là công cụ hiệu quả hơn Cas9 để phát sinh ra knockout mutants của một gen miRNA nào đó. Để chứng minh thêm là knockout nhờ CRISPR-Cas12a các gen miRNAs trong cây lúa, người ta nhắm đến chín gen OsMIRNA có biểu hiện khác nhau theo không gian và thời gian, chưa được nghiên cứu trước đây thông qua các phương pháp tiếp cận với knockout có tính chất di truyền. Theo hệ thống CRISPR-Cas12a, hiệu quả đạt 100% chỉnh sửa hệ gen được ghi nhận tại các loci của gen miRNA. Kết quả “deletions” lớn hơn cho thấy Cas12a tạo ra các “null alleles” hết sức mạnh mẽ của  “miRNA genes”. Phổ biểu hiện trong hệ thống transcriptome của những đột biến miRNA, cũng như kết quả đánh giá kiểu hình của hạt lúa đều cho thấy được chức năng của những miRNAs này trong điều khiển biểu hiện gen và điều tiết phẩm chất hạt và sự phát triển hạt mầm. Nghiên cứu ghi nhận CRISPR-Cas12a là một công cụ hữu hiệu trong “genetic knockout” các gen miRNA của thực vật.

 

Xem https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14484