首个来自古菌域的微型基因编辑工具问世

科技日报讯 12月5日，记者从华中农业大学获悉，该校农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室彭楠教授课题组，研发了全球首个古菌域RNA引导的微型编程性核酸酶系统(SisTnpB1)，可在多种不同生长温度的微生物中实现高效基因编辑。相关研究成果日前在《细胞发现》杂志在线发表。

当前，基于CRISPR-Cas9或Cas12a的基因编辑工具已得到广泛应用，成为推动生命科学、现代农业、医学和合成生物学等领域快速发展的重要动力。

目前，所有Cas9及Cas12a等编程性核酸酶均来自细菌，而古菌编码的编程酶没有得到有效发掘。为此，彭楠课题组从古菌中鉴定了23个TnpB编程性核酸酶。该酶具有分子量小、与已报道的RNA引导的编程性核酸酶同源性低等特点，具有开发成自主知识产权基因编辑工具的巨大潜力。

研究团队纯化了其中一个典型的TnpB编程性核酸酶，并将其命名为SisTnpB1。体外核酸切割实验发现，SisTnpB1在较广的温度范围内均具有活性，其中最适宜的温度范围为65℃—75℃。

研究团队通过设计靶向质粒等外源遗传元件的引导RNA，使SisTnpB1系统可以在细菌体内特异性切割并消除这些遗传元件。最终，该团队将SisTnpB1系统开发成为全球首个来自古菌域的微型基因编辑工具，在乳酸片球菌及冰岛硫化叶菌中实现了精确的基因编辑，编辑效率大于90%。