上海浦芥生物技術(shù)有限公司在煙草基因編輯領(lǐng)域取得突破，通過優(yōu)化CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，成功將煙草的突變率顯著提高。這一成果不僅為煙草基因功能研究提供了更高效的工具，也為煙草育種和生物技術(shù)應(yīng)用開辟了新的可能性。

CRISPR-Cas9技術(shù)作為一種高效的基因編輯工具，已被廣泛應(yīng)用于植物基因功能研究和作物改良。然而，在煙草等植物中，CRISPR-Cas9的突變效率往往受到多種因素的限制，如載體設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)化效率和細(xì)胞修復(fù)機(jī)制等。為了提高煙草基因編輯的成功率，該公司研究團(tuán)隊(duì)對(duì)CRISPR-Cas9系統(tǒng)進(jìn)行了全面優(yōu)化，并成功實(shí)現(xiàn)了突變率的顯著提升。

為了提高煙草CRISPR-Cas9系統(tǒng)的編輯效率，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)多個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行了優(yōu)化：

優(yōu)化啟動(dòng)子：使用物種特異性 U6 啟動(dòng)子能夠提高 sgRNA 的表達(dá)水平，進(jìn)而增強(qiáng)編輯效率。如煙草內(nèi)源的一些強(qiáng)啟動(dòng)子，可使 CRISPR 系統(tǒng)的組件在煙草細(xì)胞中大量表達(dá)，增加切割基因組的機(jī)會(huì)，進(jìn)而提高突變率。

改造Cas9蛋白：對(duì)Cas9蛋白的結(jié)構(gòu)域進(jìn)行調(diào)整，可提高編輯效率。

優(yōu)化sgRNA序列：通過生物信息學(xué)分析，篩選出高效靶向煙草目標(biāo)基因的sgRNA序列，確保其特異性和編輯效率。

經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，公司成功提高了煙草的 crisp 突變率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在優(yōu)化前，煙草的 crisp 突變率約為 20%，而在經(jīng)過對(duì)轉(zhuǎn)化條件、基因編輯元件等多方面的優(yōu)化后，突變率提升至 55%，足足提高了 30個(gè)百分點(diǎn)。這一顯著的提升意味著在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，可以獲得更多具有目標(biāo)基因突變的煙草，大大加快了煙草編輯育種的進(jìn)程。