植物碱基编辑器的发展与挑战

任秋蓉; 高晓娟; 戴俊彪

doi:10.12405/j.issn.2097-1486.2024.01.008

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植物碱基编辑器的发展与挑战

更新时间：2024-08-15

- 植物碱基编辑器的发展与挑战
- Development and challenges of plant base editors
- 新兴科学和技术趋势 2024年3卷第1期页码：75-82
- 作者机构：
  
  1.山西大学合成生物学学院，山西太原 030006
  2.山西大学生物技术研究所，山西太原 030006
  3.中国农业科学院深圳农业基因组研究所，深圳 518000
- 作者简介：
  
  [ "戴俊彪，男，研究员；博士，博士生导师；国家杰出青年科学基金获得者，广东省合成基因组学重点实验室及深圳合成基因组学重点实验室创始主任，主要研究方向是开发基因和基因组的合成、组装及转移技术，通过基因组的设计构建解析基因组功能，并进行合成生物的改造和优化等。近5年以通讯/共同通讯作者身份在Science、Nature Communications、Cell Research、Developmental Cell等国际著名杂志发表论文60余篇。戴俊彪研究员是人工合成酵母基因组国际计划（Sc2.0）和基因组编写计划（GP-write）的中方主要参与者，牵头发起了“国际基因组编写计划•中国（GP-write China）”国际合作项目。2017年3月与Sc2.0合作团队在《科学》杂志上以封面和专刊的形式发表了五篇染色体合成相关文章，入选2017年中国科学十大进展。Email：junbiao.dai@siat.ac.cn" ]
- 基金信息：
- DOI：10.12405/j.issn.2097-1486.2024.01.008
  中图分类号： Q943.2
- 纸质出版日期：2024-03-15，
  
  收稿日期：2024-01-27，
  
  修回日期：2024-02-13，
- 稿件说明：
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任秋蓉,高晓娟,戴俊彪.植物碱基编辑器的发展与挑战[J].新兴科学和技术趋势,2024,3(1):75-82.

REN Qiurong,GAO Xiaojuan,DAI Junbiao.Development and challenges of plant base editors[J].Emerging Science and Technology,2024,3(1):75-82.
任秋蓉,高晓娟,戴俊彪.植物碱基编辑器的发展与挑战[J].新兴科学和技术趋势,2024,3(1):75-82. DOI： 10.12405/j.issn.2097-1486.2024.01.008.

REN Qiurong,GAO Xiaojuan,DAI Junbiao.Development and challenges of plant base editors[J].Emerging Science and Technology,2024,3(1):75-82. DOI： 10.12405/j.issn.2097-1486.2024.01.008.

摘要

CRISPR-Cas基因编辑工具因其简单、高效和普适的特性被迅速应用于动、植物突变体定向创制中。在Cas蛋白上融合其他结构域，如激活结构域、抑制结构域、脱氨酶、反转录酶等赋予CRISPR-Cas系统新功能。其中，碱基编辑器可以精准地在DNA或者RNA中特定位点进行碱基替代，且不会造成DNA双链断裂，从而有效地造成基因突变。自碱基编辑器发明以来，研究人员通过改变Cas蛋白、脱氨酶、构建策略等，旨在解决碱基替换类型、编辑窗口、编辑特异性、编辑范围、序列偏好性、编辑纯度等碱基编辑器关键特性。本文综述了植物中碱基编辑器的发展，综合评价不同编辑器的优势和局限，并讨论它们在农业方面的潜在应用。

Abstract

RISPR-Cas genome editing tool has gained popularity due to its simplicity， efficiency， and universality in creating targeted mutations in animals and plants. By fusing additional structural domains， e. g. activation domains， inhibition domains， deaminases， reverse transcriptases， etc. onto Cas proteins， the CRISPR-Cas system can be endowed with novel functions. Among them， base editors can precisely replace bases at specific sites in DNA or RNA without causing double-strand breaks， thereby effectively inducing genetic mutations. Since the invention of base editors， researchers have been working on modifying Cas proteins， deaminases， and construction strategies to address key characteristics of base editors， including the types of base substitutions， editing window， editing specificity， editing range， sequence preferences， and editing purity. This article presents an overview of various base editors developed in plants， evaluates comprehensively their strengths and limitations， and discusses the potential applications in agriculture.

关键词

CRISPR-Cas脱氨酶碱基编辑器植物

Keywords

CRISPR-Casdeaminasesbase editorsplant

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