改进植物C-to-G基编辑器,使用适应寒冷的葡萄糖酶和TadA-8e变体

科学领域:

• 分子生物学分子生物学
• 生物技术是生物技术.
• 植物科学 植物科学

背景情况:

• 已建立的植物氨酸 (C) 到氨酸 (G) 基编辑器 (CGBEs) 在编辑效率和结果纯度方面存在局限性.
• 需要加强CGBE系统,以便在植物中进行精确的基因改造.

研究的目的:

• 为工厂应用设计改进的CGBEs,以提高效率,纯度和特异性.
• 评估新型CGBEs在大米,大豆和烟草中的表现.

主要方法:

• 为CGBE设计了一种来自Gadus morhua的鱼 uracil DNA glycosylase (coUNG).
• 使用TadA-8e衍生型细胞胺除 aminases (TadA-CDs) 进行C-to-G替代.
• 集成coUNG和Tada-CDc元素与SpCas9尼克酶,以创建CDc-CGBEco.
• 进行全基因组测序 (WGS) 来评估非目标效应.

主要成果:

• 基于coUNG的CGBE显示效率比基于人类UNG的CGBE高1.71至2.54倍.
• 工程TadaA-CD变种在米中实现了C替代,效率为26.28%30.82%,氨酸转化微不足道.
• CDc-CGBEco系统在高达52.08%的转基因系中实现了纯C-to-G编辑,没有副产品.
• 在WGS分析中证实,大米中没有显著的非标突变.
• 在大豆和烟草中展示了精确的C-to-G编辑能力.

结论:

• 与以前的系统相比,工程化CGBEs显著提高了编辑效率,纯度和特异性.
• 新型CDc-CGBEco系统可在各种植物物种中进行精确且无副产品的C-to-G编辑.
• 这些进步具有广泛的应用潜力,可用于植物科学研究和作物育种.