近日,中國水稻研究所水稻基因組編輯及無融合生殖創(chuàng)新團隊和中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋團隊合作,研究建立了一種對外源成分進行精確分析的工具FED(Foreign Element Detector,外源成分探測器)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《中國科學(xué):生命科學(xué)(Science China Life Sciences)》(英文版)上。
據(jù)王克劍研究員介紹,基因組編輯技術(shù)為動植物遺傳改良提供了革命性的遺傳操作工具。但是,在基因組編輯過程中,通常需要將外源載體導(dǎo)入生物體細胞內(nèi),編輯完成后,再篩選出不含外源成分的個體。目前,美國、日本、加拿大、澳大利亞、巴西、阿根廷等多個國家已先后出臺基因組編輯產(chǎn)品安全管理政策,其中確保沒有外源成分是各國基因組編輯產(chǎn)品大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)和市場準入的重要前提。目前,外源成分檢測主要采用PCR等分子檢測手段。但是,基于PCR的檢測方法需要已知外源片段序列才能設(shè)計擴增引物,一次只能對少數(shù)幾個完整的外源成分進行檢測。而在外源片段序列未知或在體內(nèi)出現(xiàn)變異等情況下,基于PCR的方法將無法對其進行有效檢測,導(dǎo)致漏檢。另外,基于PCR的檢測方法易受實驗條件的影響,導(dǎo)致假陽性或假陰性情況的發(fā)生。因此急需要發(fā)展一種高效靈敏的外源成分檢測方法,保障基因編輯產(chǎn)品的安全。
不同于傳統(tǒng)的PCR檢測,F(xiàn)ED對全基因組重測序數(shù)據(jù)進行分析,可在外源成分信息未知的情況下,一次性完成對46695種不同外源成分序列的檢測,同時FED還可以鑒定出外源成分的片段長度及在基因組上的精確插入位置。目前,F(xiàn)ED已經(jīng)內(nèi)置了24種植物(水稻、小麥、玉米、大豆、油菜、西紅柿等)和13種動物(豬、牛、羊、雞、鴨等)的參考基因組信息,有望為全球基因組編輯生物的應(yīng)用和安全監(jiān)管提供重要工具平臺。
該研究得到國家重點研發(fā)計劃、中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程和國家自然科學(xué)基金委資助。(通訊員 陳鎏琰)