據(jù)介紹，基因編輯技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對受體基因組目標(biāo)基因進(jìn)行精確的敲除、刪除、修改、替換或定點(diǎn)插入等編輯，在從人類醫(yī)學(xué)到植物遺傳改良等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間，成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。這些定點(diǎn)突變技術(shù)中，公認(rèn)的最難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)便是基因替換。理論上，基因替換可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)設(shè)計在受體基因組上定點(diǎn)引入任何想要的突變，具有更重要的意義與潛在的應(yīng)用價值。已有的CRISPR/Cas9技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)植物的基因敲除，但是基因替換的案例還是比較少見。
研究團(tuán)隊對CRISPR/Cas9系統(tǒng)進(jìn)行了改良設(shè)計，利用雙元RNA向?qū)У腃RISPR/Cas9系統(tǒng)分別對植物兩個MiRNA基因基因座（MiR169a和MiR827a）Pri-miRNA區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了人工刪除，刪除的效率分別達(dá)到為20%和24%。在此基礎(chǔ)上，研究人員嘗試采用一個核定位表達(dá)的eGFP修改模板對TFL1基因的一個特定區(qū)段在刪除的基礎(chǔ)之上進(jìn)行定點(diǎn)替換。經(jīng)DNA測序、目標(biāo)基因刪除、模板刪除、目標(biāo)替換基因整合、替換后基因的表達(dá)等系統(tǒng)的實(shí)驗驗證，證實(shí)通過該實(shí)驗成功地實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)基因的替換，雙元RNA向?qū)У腃RISPR/Cas9系統(tǒng)技術(shù)可以作為目標(biāo)基因（DNA）刪除與基因替換的工具。該研究結(jié)果可應(yīng)用于對目標(biāo)基因的定點(diǎn)定向替換，從而實(shí)現(xiàn)將目標(biāo)基因進(jìn)行分子設(shè)計遺傳改良與生產(chǎn)應(yīng)用。
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