您现在的位置是:首页 >专题 > 2020-03-17 09:46:39

大多数植物病毒基因组均基于单链RNA

KAUST使用烟草植物开发了一种新型的CRISPR / Cas系统,该系统可以有效地攻击和消灭多种多株植物病毒,目前正扩展到水稻和其他农作物。

这项研究旨在减少植物病毒感染的影响,这种感染每年造成全球作物产量损失10-15%。

CRISPR是细菌中发现的自然系统,它通过复制和“存储”病毒DNA元素来赋予适应性免疫,从而使生物体联想到该特定病毒,并为将来的攻击做好准备。当病毒再次发作时,细菌的CRISPR系统会释放CRISPR RNA,后者是引导CRISPR相关(Cas)蛋白与病毒DNA结合并攻击并破坏病毒的小分子。

科学家利用此系统并开发了CRISPR / Cas技术,最著名的是用作用于修饰DNA片段的基因组编辑工具。最近,KAUST的科学家开发了CRISPR / Cas13,这是一种有希望的方法来抑制植物中基于RNA的病毒攻击。

“大多数植物病毒基因组均基于单链RNA,”负责其博士学位的Magdy Mahfouz说。学生艾哈迈德·马哈斯(Ahmed Mahas)和博士后拉希德·阿曼(Rashid Aman)通过这项研究。“因此,我们需要一种能够裂解RNA来破坏病毒的Cas蛋白。我们的第一项研究使用了Cas13a变体,它攻击了萝卜花叶病毒,但是效率不够。我们决定寻找更健壮的Cas13变体。”

CasRx变体(右)坚固耐用,仅靶向病毒RNA,而对植物本身没有损害。图片来源:Mahas等。

在他们的最新研究中,该团队试用了九种Cas13变体,以评估本塞姆烟草植物中针对三种RNA病毒的特异性和效率。

阿曼说:“我们的主要挑战是设计一种高效,易于使用的测定系统,以帮助我们快速筛选所有变体。” “特别是CasRx的一种变体表现出强大且高度病毒特异性,这意味着它仅靶向病毒RNA,而对植物本身没有损害。”

Mahas指出:“ CasRx可能更有效,因为它是迄今为止发现的最小的Cas13蛋白之一。” 他补充说:“与其他Cas13蛋白不同,它不需要结合靶RNA部位的特定结构,这意味着它可以接近和降解我们测试的几乎所有病毒RNA序列。”

此外,CasRx可以同时针对同一植物中的两种病毒。这样可以同时针对混合病毒感染中的多种病毒,例如在自然条件下发现的多种病毒。

Mahas说:“我们将利用CasRx来改造不同种类的植物,以抵抗基于RNA和DNA的病毒。” “我们的结果还为其他许多潜在应用打开了潜力。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。

相关文章