(通訊員 謝勝松)近日,我院動物遺傳育種團隊在Nature子刊《Nature Communications》雜志上在線發表了題為“CRISPR screening of porcine sgRNA library identifies host factors associated with Japanese encephalitis virus replication”的研究成果。該研究首次構建了基于豬全基因組CRISPR/Cas9敲除文庫技術的高通量功能基因篩選平台,并運用該技術篩選和鑒定出參與乙型腦炎病毒複制的必需宿主基因。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。
随着家豬基因組測序技術日趨完善,以及全基因組選擇在豬育種中逐步應用,家豬基因組學的研究快速進入功能基因組時代。借助CRISPR/Cas9基因編輯技術,國内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仍然缺乏,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。基于此,以家豬為對象,該研究團隊利用自主開發的sgRNA文庫設計軟件,針對豬的幾乎全部蛋白編碼基因,長鍊非編碼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)。随後,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鑒定參與乙型腦炎病毒複制的關鍵宿主因子。

圖1.豬全基因組CRISPR敲除文庫(PigGeCKO)設計和構建
基于全基因組CRISPR文庫設計構建關鍵功能基因高通量篩選平台,對于功能基因組研究和品種改良具有重要産業價值,将大力推動家豬功能基因鑒定進入精準、高通量研究的新階段,為基因功能鑒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)、高效準确評估sgRNA活性與脫靶效應、基于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。
我院博士趙長志、碩士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,上述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。
原文鍊接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-18936-1