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利用基因编辑技术保护植物免受病毒侵害

2018-12-15 15:09:27 • 来源：

科学家正在使用一种令人兴奋的基因编辑工具CRISPR / Cas9来保护植物免受有害DNA病毒的侵害。CRISPR / Cas9系统之前已经适用于许多生物体，这一最新版本开发了用于植物的基因编辑。11月基因组月度进展描述了这些科学家如何将古老的细菌免疫系统的代码插入植物的基因组中，以成功加强植物对病毒的保护。该研究以基因组生物学为特色，是一种培育植物对有害病毒抗性的有前景的方法。

利用基因编辑技术保护植物免受病毒侵害

了解植物基因组学对人类营养和健康很有价值。除了在我们的生态系统中发挥重要作用外，植物还能维持我们的身体和经济。作物损失，特别是DNA植物病毒造成的损失，可能会威胁到国际粮食安全并造成重大经济损失。在研究了像细菌这样的简单生物的机器之后，科学家们开始回答细菌长期以来用来保护自己免受病毒感染的机器 - CRISPR / Cas9 - 也可以用来保护植物。CRISPR / Cas9(其代表Ç上光ř egularly 我 nterspaced 小号园艺p alindromic řepeats和一种名为Cas9的蛋白质允许科学家剪掉生物体DNA的片段并插入新的DNA。

在使用该系统推进技术的同时，科学家们也在批判性地思考CRISPR / Cas9技术的伦理，法律和社会问题。最近的人类基因编辑国际峰会侧重于这些问题，包括关注CRISPR / Cas9可能被误用于编辑人类特征。*考虑到这些伦理问题，科学家们已开始在不同的研究领域中使用该技术。

在这项研究中，一组科学家使用CRISPR / Cas9系统对烟草植物物种烟草(Nicotiana benethamiana)的基因组进行了改变。选择这种植物物种是因为它被充分理解为模式生物，并且新的发现可以很容易地应用于其他物种。烟草植物易受称为番茄黄叶卷曲病毒的破坏性病毒的影响，导致生长发育迟缓，叶片异常，果实死亡增加。目前，没有有效的方法来限制或消除番茄黄叶卷曲在植物中的传播，使其成为具有挑战性和昂贵的问题。防止这种病毒的方法将有益于植物健康和作物产量。

一旦番茄黄叶病毒感染植物的DNA，病毒就会迅速复制。事实上，感染取决于病毒复制自身的能力。为了复制，病毒需要完整的DNA病毒基因组。因此，这组科学家假设通过训练CRISPR / Cas9系统识别并切断病毒的DNA序列，它们可以干扰病毒的存活并提高植物对病毒的抵抗力。

在两步过程中，科学家将病毒序列引入CRISPR / Cas9系统，并将CRISPR / Cas9系统插入烟草植物的基因组中。插入后，当植物遇到番茄黄叶卷曲病毒时，CRISPR / Cas9系统切碎病毒DNA。由于其切割DNA，病毒无法复制。通过靶向和降解病毒DNA，CRISPR / Cas9系统破坏了病毒机制，从而消除或减少了植物的疾病症状。科学家还发现，该系统可用于特异性靶向并在未来对许多其他病毒株提供抗性。

该研究为植物基因组工程的未来提供了有希望的可能性，并提出了提高作物产量，保护植物和保护粮食安全的令人兴奋的方法。这项研究为种子基因编辑和农业改良的有趣进展埋下了种子。

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