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我校構建基於豬CRISPR文庫技術的高通量功能基因篩選平台

核心提示: 近日,我校動物遺傳育種團隊在Nature Communications雜誌上在線發表研究成果。該研究構建了基於豬全基因組CRISPR/Cas9敲除文庫技術的高通量功能基因篩選平台,並運用該技術鑑定和篩選出參與乙型腦炎病毒複製的必需宿主基因。

南湖新聞網訊(通訊員 謝勝松)近日,我校動物遺傳育種團隊在Nature Communications雜誌上在線發表了題為“CRISPR screening of porcine sgRNA library identifies host factors associated with Japanese encephalitis virus replication”的研究成果。該研究構建了基於豬全基因組CRISPR/Cas9敲除文庫技術的高通量功能基因篩選平台,並運用該技術鑑定和篩選出參與乙型腦炎病毒複製的必需宿主基因。這一研究對豬抗病育種及具有育種價值的關鍵功能基因發掘具有重要參考價值。

隨着家豬基因組測序技術的日趨完善,以及全基因組選擇在豬育種中的逐步應用,家豬基因組學的研究快速進入功能基因組時代。藉助CRISPR/Cas9基因編輯技術,國內外已經構建出多種基因編輯豬模型。然而,具有重大育種價值的可編輯基因和靶點的缺乏,制約了豬基因編輯育種研究工作進程,基因編輯技術的發展為從全基因組水平篩選重要功能基因提供了契機。基於此,該研究團隊利用自主開發的sgRNA文庫設計軟件,以家豬為對象,針對豬的幾乎全部蛋白編碼基因、長鏈非編碼RNA和微小RNA,設計和構建了一個高質量sgRNA表達載體文庫與突變細胞文庫(PigGeCKO, v1.0,圖1)。隨後,該研究團隊利用豬的全基因組CRISPR敲除文庫技術,成功實現了高通量篩選和鑑定參與乙型腦炎病毒複製的關鍵宿主因子。

圖1. 豬全基因組CRISPR敲除文庫(PigGeCKO)設計和構建

圖1. 豬全基因組CRISPR敲除文庫(PigGeCKO)設計和構建

基於全基因組CRISPR文庫設計構建關鍵功能基因高通量篩選平台,對於功能基因組研究和品種改良具有重要產業價值,更將大力推動家豬功能基因鑑定進入精準、高通量研究的新階段,為基因功能鑑定和育種提供新思路和新策略。近年來,該團隊在sgRNA設計軟件開發(biootools.com)、高效準確評估sgRNA活性與脱靶效應、基於CRISPR篩選文庫的功能基因挖掘及基因編輯豬育種新材料創制等方面取得系統性研究成果,為豬功能基因組與育種研究增添了新利器。

我校博士研究生趙長志、碩士研究生劉海龍和肖天賀為文章共同第一作者,趙書紅教授、謝勝松副教授為文章共同通訊作者。該研究工作得到了轉基因生物新品種培育重大專項、國家自然科學基金等項目資助。

審核人:趙書紅

原文鏈接://www.nature.com/articles/s41467-020-18936-1

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責任編輯:蔣朝常 湯海靜