西南大學構建全球首個家蠶全基因組編輯篩選平臺

來源:重慶日報 分類:科技教育 時間:2020-06-01 09:50 閱讀量:976

本報訊 (首席記者 李星婷)前不久,國際生物學領域知名期刊《基因組研究》在線發表了西南大學前沿交叉學科研究院夏慶友教授團隊的最新研究成果論文。該研究首次構建了家蠶全基因組編輯篩選平臺,并運用該平臺建立了全基因組家蠶基因編輯文庫,篩選鑒定出家蠶具有代表性的必需基因等。這一研究對于功能基因組學和動植物品種改良具有重要價值。

“學校于2004年在全世界率先完成家蠶基因組圖譜解析,使家蠶成為較早完成基因組測序的物種之一。隨后又相繼建立了蛋白質組、代謝組、RNAi、轉基因、基因編輯等一系列家蠶功能基因組研究平臺?!痹撗芯繄F隊成員馬三垣副教授介紹,家蠶模式生物作用的不斷加強和蠶桑絲綢產業模式的快速升級,迫切需要新的研究手段。

“CRISPR是原核生物基因組內的一段重復序列,利用這個系統,細菌可以不動聲色地把病毒基因從自己的基因組上切除,這是細菌特有的免疫系統?!瘪R三垣介紹,近年來,以CRISPR/Cas9為代表的基因編輯技術在果蠅、家蠶、蚊子等多種昆蟲中得到廣泛應用,為昆蟲功能基因組研究提供了極大便利。但是總體來看,對昆蟲基因編輯技術的研究和應用還遠遠落后于哺乳動物,尤其是在規?;疌RISPR文庫的構建與篩選方面。

以家蠶這一鱗翅目模式昆蟲為對象,該研究團隊進行了全基因組文庫的構建與篩選研究,構建了覆蓋家蠶幾乎全部基因的CRISPR載體文庫和家蠶細胞文庫。在構建好CRISPR細胞文庫之后,他們進行了一些具有代表性的遺傳篩選,比如對家蠶在正常生長條件下必需基因和生長抑制基因的篩選,獲得了1006個必需基因和838個生長抑制基因,發現兩者在生理功能、代謝通路和細胞定位上具有完全相反的規律;在極端溫度刺激下的非生物脅迫篩選,發現了3013個響應極端溫度的基因及其潛在的機制等。

據了解,這項研究的意義在于,這種基于全基因組的突變文庫構建和篩選研究,對于功能基因組學和動植物品種改良都具有重要價值,將極大地推動家蠶功能基因研究進入規?;?、自主知識產權化的新階段,促成家蠶遺傳育種的精準化、規?;?、工程化和多元化,為產業創新升級提供新的思路。

西南大學博士研究生常珈菘和王若琳為本文共同第一作者,馬三垣副教授和夏慶友教授為本文共同通訊作者。該研究受到國家自然科學基金重點項目和面上項目以及重慶市科技局項目的資助。

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