




華南植物園“一種特異性重組酶系統及其應用”獲發明專利
此前,中科院華南植物園區永祥研究員所帶領的團隊建立了一套由重組酶介導的基因定點疊加系統以提高多基因分子育種的效率(Hou et al., 2014 Molecular plant 7: 1756- 1765)。在這套系統中,Cre重組酶扮演著重要的角色——在每一輪的基因疊加后,刪除不再需要的外源DNA片段(例如抗性標記和載體骨架等),以提高轉基因作物的生物安全性,并方便下一輪基因疊加工作的進行。傳統上,人們可以將轉基因的目標植株與表達Cre的植株雜交,快速地向目標植株導入Cre酶,使目標基因組能按計劃地將位于2個lox之間的非必需DNA刪除。然而維持具有高活性的Cre植物系是非常困難的(高表達Cre酶很可能會對寄主產生毒害作用),所以若用這種方法進行基因刪除,其效率難以得到保證。
為此,區永祥研究員與博士生瑪麗安希望將Cre拆分為兩個沒有活性的部分:一部分的編碼基因在構建目標植株時帶入,另一部分則獨立轉入另外一個植株中,然后將這些植株進行雜交,使Cre的這兩部分同時導入到目標植株中并重新組合,以恢復Cre的活性,進而完成刪除工作。雖然目前已有研究報道了適合拆分Cre的位點,但是這些方法都受到了專利的保護,無法自由使用,所以需要尋找新的位點。經過大量測試后,他們最終在Cre的蛋白序列中找到了一個適合拆分Cre的新位點(位于Lys244 和Asn245之間)。令人驚喜的是,在植物中細胞中,由這兩部分重新組合的Cre的活性與野生型Cre的活性相近。
此結果很好的證明了這項基因刪除技術在植物中的可應用性。該方法的建立將有助于推進多基因定點聚合分子育種的進程,具有非常廣闊的應用前景。相關專利于2019年獲得了國家知識產權局的授權。