北海道大学助教市原健介等人组成的研究团队应用基因组编辑技术,开发出一种在海藻的目标位置导入新基因以改变其性质的技术。该技术在青海苔实验中获得了成功。研究团队的目标是进一步改进方法,将其应用于海洋环境中的二氧化碳(CO₂)吸收和增强海藻生物燃料性能等方面。
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左图黄色小点是成功导入的荧光基因位置,放大后(右图)会发出绿光(供图:北海道大学)
基因组编辑是一种高效的基因修改技术,其易用性因植物的种类而异。海藻等藻类的基因组编辑被认为相当困难。
研究团队应用了2020年诺贝尔化学奖获奖技术“CRISPR-Cas9”。开发出了除识别待编辑DNA的“引导RNA”和具有剪刀般切割DNA作用的“Cas9”构成的复合物外,还能将希望导入的双链DNA,以及充当其黏合“胶水”作用的单链DNA导入海藻生殖细胞的独特方法。
在使用青海苔进行的实验中,研究团队成功将绿色荧光蛋白(GFP)导入到了目标位置,并用绿色显色实现了目视确认,证实了GFP的功能在数代青海苔中能够稳定表达。
研究团队还尝试了重新导入比GFP更长的DNA片段的实验。然而,所得到的基因序列并不符合预期。如果能对技术进行改进,使其能够导入包括更长DNA在内的各种DNA片段,就有可能增强海藻类(作为生物燃料)的性能,使其在制定温室效应对策和能源利用等方面发挥作用。
原文:《日本经济新闻》、2024/8/6
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Algal Research
论文:Cas9 ribonucleoproteins and single-strand oligodeoxynucleotides enable targeted insertional mutagenesis in Ulva
URL:doi.org/10.1016/j.algal.2024.103598