Page 80 - 《广西植物》2021年第10期

ϟ ᤃ ᤃ ԡ 广জ 西জ 植জ 物 ࿗ϟ 卷
尿嘧啶的形式存在直到下一轮 ᧕શዶ 复制或修复 遏制基因逃逸的基因技术ᖔ很少导致转基因的异
发生为止ᖔ此时互补链的鸟嘌呤 ᥈ྉ 在编辑前与 ऊ 交ྉ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ 又因叶绿体基因组是以
配对ɯ 被腺嘌呤 ዶ 取代ᖔ实现 ऊኼ᥈᥋ఋኼዶ的转换 高拷贝的形式存在ᖔ叶绿体转化可以通过在每个
ྉᥘᆍҴ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ В᥈᧧ 的加入使编辑效率提高 植物细胞中引入数千个外源基因的拷贝而导致异
了 ሕጲϟԡ 倍ᖔ从而最终获得了可实现 ቝᡷ᧕શዶ 中碱 常高水平的蛋白质生产ྉ ᧕ᔀऊᆍ༁ᑕ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡԡϟɯᖔ提
基 ऊ᥋ఋ 高 效 特 异 性转换的胞苷单碱基编辑器 高基因转化效率ᤥ
᧕ʛऊାጶ༁ྉᥘᆍҴ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ 为了探究 ᧕ʛऊାጶ༁ 在 如今ᖔ叶绿体基因组已被改造用于表达来自
ቝᡷ᧕શዶ 编辑中的普遍性ᖔ研究者靶向了 ጢ 个线粒 细菌ܦ真菌ܦ原生动物或人类基因组的外源基因ᖔ
体基 因᧥ ᤹௴᤬ટᦵϟܦ ᤹௴᤬ટᦵ԰ܦ ᤹௴᤬ટᦵ࿗ܦ ᤹௴᤬ટᦵጢ 和 以进行各种生物技术应用ྉ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ
᤹௴᤬ዛ௴ۗऐᖔ证实了在 ̀ጶ᣽԰ँሕఋ 细胞中 ቝᡷ᧕શዶ 编辑 利用细菌调控序列表达了苏云金芽孢杆菌的细菌
的持久性超过 ϟऐ ʛᖔ典型效率在 ጢᠮ ጲ ጢԡᠮ 之间 操纵子ᖔ达到了已知的最高水平的 ାᡷ 蛋白ྉ᧕ᔀऊᆍ༁ᑕ
ྉᥘᆍҴ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ ቝᡷ᧕શዶ 编辑不会降低细胞活 ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡԡϟɯᤥ 小的人类基因ᗵᗵᗵ胰岛素ᖔ以很高
力ᖔ不会产生大量 ቝᡷ᧕શዶ 删除ᖔ 也不会干扰 的水平表达ྉ 可占叶片总蛋白的 Ꭾԡᠮɯ ྉ ኏ࣼၤ᤟ቝᑕႿ
ቝᡷ᧕શዶ 拷贝数ྉᥘᆍҴ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ 该研究成果是 ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟԡଫ ାᆍᢃၤᑕႿ ᪲ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ᖔ ԰ԡϟϟɯᤥ 对 ऊఋା᥋
开发针对 ቝᡷ᧕શዶ 疾病的基因疗法的重要进展ᤥ 此 è჆᧧᧧᧧᥋ᓂऊ 基因的密码子进行优化ᖔ使得最大的人
外ᖔ通过使用该工具实验性地改变线粒体基因组ᖔ 血蛋白ྉ è჆᧧᧧᧧ᖔϟऐጢ Ҵ᧕ᑕ 单体ɯ 在叶绿体中成功表
可以更好地了解 ቝᡷ᧕શዶ 突变与复杂疾病ܦ癌症和 达ྉ᣽औᆍႿ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟऐɯᖔ目前已推进商业化生产和
年龄相关的细胞功能障碍的相关性ᤥ 临床试验ᤥ 密码子优化的 ዶऊጶ԰ 现已在临床上经
最近ᖔዶʢᔽቝࣼʢᑕ 团队利用 ᧕ʛऊାጶ༁ 碱基编辑技 过测试ᖔ可治疗 ऊᨃ჆᧧᧕᥋ϟँ 患者ྉ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᤥ
术靶向拟南芥质体基因组中 ϟᤃ୒ʗቴટዛܦʗᡓᅳࣷϟ 和 ۪ၤᢃ᤟᤟ᆍԻᢃቝᔀ 最近推出了几种在叶中制成并在叶绿
ᡓ໧ᤇዛ 三个基因ᖔ特异性地在拟南芥质体基因组的 体中表达的酶产品ᖔ以取代价格昂贵的微生物酶
靶向窗口中引入同源 ऊ᥋ఋ 突变且突变能够稳定遗 工艺 ྉ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟँᑕᖔ ᤦଫ ᣽ࣼቝᑕʢᔽ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ
传给 后代种子 ྉ શᑕҴᑕझᑕᡷᆍ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ ᣽ᑕႿ੫ ᔀᡷ ԰ԡϟँɯᤥ 大多数叶片酶在较宽的 ᡱ̀ 和温度范围内
ᑕ᤟঎ྉ ԰ԡ԰ϟɯ 建立了 ᥈ᆍ᤟ʛᔀႿ ᥈ᑕᡷᔀ 克隆系统ᖔ共使 用 作为粗叶提取物起作用而不需要纯化ᖔ叶片酶可
࿗԰࿗ 个 ఋዶᓂጶ 子阵列质粒和 ϟᤃ 个表达质粒 组 装 以在环境温度下作为冻干植物细胞储存几个月甚
᧕ʛऊାጶ 编码的质粒进行植物细胞器碱基编辑ᤥ 他 至几年ᖔ而不丧失酶活性ྉ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ
们利用设计的 ᧕ʛऊାጶ༁ 分别先后对莴苣和油菜的 当前ᖔ商业酶在生产过程中会产生大量二氧化碳
叶绿体基因 ϟᤃ୒ʗቴટዛܦᡓ໧ᤇዛ 和 ᡓ໧ᤇଧ 以及莴苣线粒 排放而导致温室效应ᖔ用叶酶代替发酵制成的酶ᖔ
体基因 ᐹᡙᡓᤃ 和油菜线粒体基因 ʗᡓ໧ϟ࿗ 进行了碱基 除了防止释放二氧化碳外ᖔ还可以捕获二氧化碳ᖔ
编辑ᖔ在莴苣和油菜原生质体中实现了高频率的 每产生 ϟҴ੫ 酶或蛋白质ᖔ净捕获 ᤃऐԡ Ҵ੫ 二氧化碳ᖔ
ऊ᥋ఋ 转换ྉ᣽ᑕႿ੫ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ 其 ᧕ʛऊାጶ༁ 在生菜 从而 减 少人为温 室气体排放 ྉ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ
或油菜愈伤组织中诱导碱基编辑频率高达 ԰ጢᠮ ԰ԡ԰ϟɯᤥ 莴苣 叶绿体中表达的蛋白药物 ྉ ᡱʢᆍᡷᔀᔽႿ
ྉ线粒体ɯ和 ሕऐᠮྉ叶绿体ɯᖔ并且植物细胞器的编 ʛʢࣼ੫༁ᖔ ۪᧕༁ɯ的口服给药已被开发用于治疗传染性
辑在细胞分裂和植物发育过程中得以维持ྉ᣽ᑕႿ੫ 或遗传性疾病ᖔ目前已进入临床 阶 段 ྉ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᔀᡷ
ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ ᓂᔽ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ྉ԰ԡ԰ϟɯ 将 ᧕ʛऊାጶ༁ 应用于 ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ 最近的进展包括通过去除抗生素抗
水稻叶绿体基因编辑ᖔ选用一个编码光合 ᧧ 系统的 性基因在无标记叶绿体基 因 组 中 表 达 ۪᧕༁
保守叶绿素基因 ᡓ໧ᐹዛ 实现了水稻中ऊኼ᥈᥋ఋኼዶ的 ྉ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ᖔ ԰ԡ԰ԡଫ ۪ᑕʢҴ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᖔ在 ዹ᥈ᥘ۪ 设备
转换ᤥ 中生产莴苣中表达的 ۪᧕༁ྉ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟँᑕଫ
᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ᖔ ԰ԡ԰ԡଫ ۪ᑕʢҴ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᖔ通过毒理学和
࿗জ 叶绿体的遗传转化研究进展 药代动力学研究评估药物ྉ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᖔ ԰ԡ԰ԡɯᖔ以及
最近 è᧕ዶ 批准通过口服花生细胞产生的 ۪᧕༁ 治疗
叶绿体的遗传转化是指将目的基因导入植物 过敏 ྉ ఋᔽ᤟᤟ᔀ༁ ᪲ ۪ᔀᡷʢᆍႿᔽᖔ ԰ԡϟऐଫ ჆ᔽዹҴᔀʢᢃ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ
细胞叶绿体基因组的过程ᤥ 相对于线粒体ᖔ叶绿 ԰ԡϟऐɯᤥ 在开发 ୩ዶ኏୩᥋ऊᆍ჆᥋԰ 疫苗或治疗 ऊᨃ჆᧧᧕᥋
体的转化技术较为成熟ᤥ 与植物基因工程常用的 ϟँ 患者的急性 ᣰ 致死性肺 ᣰ 心力衰竭下有所应用
常规核转化技术相比ᖔ叶绿体转化具有许多的优 ྉ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ 接下来ᖔ对叶绿体遗传转
势ྉȮᔽႿ ᪲ ᧕ᑕႿᔽᔀ᤟᤟ᖔ ԰ԡϟጢଫèࣼᔀႿᡷᔀ༁ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟऐɯᤥ 在 化的几种方式进行介绍ᤥ
大多数高等植物中ᖔ由于叶绿体基因组的母系遗 ྽ॹϓ 基因枪介导的叶绿体转化
传特性ᖔ使得叶绿体转化在一定程度上成为可以 叶绿体转化或者叫叶绿体基因工程ᖔ这一概