Nature： 新开发的TATSI技术利用转座元件将定制DNA整合到植物基因组的特定位点

在一项新的研究中，来自唐纳德-丹佛斯植物科学中心植物转化设施的Keith Slotkin博士及其同事们介绍了一种名为转座酶辅助目标位点整合（Transposase-Assisted Target Site Integration, TATSI）的技术，该技术利用转座元件将定制DNA整合到植物基因组的特定位点。这一发现有望缩短将改良作物推向市场所需的时间和成本，从而提高农业的可持续性。相关研究结果于2024年6月26日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Transposase-assisted target-site integration for efficient plant genome engineering”。

TATSI 技术利用了植物转座元件 20 多亿年进化的优势，这些转座元件就像经过磨练的分子机器，自然而然地将 DNA 导入宿主基因组中。将定制 DNA 高频率、高精度地整合到植物基因组的目标位点，可以更快、更便宜地培育出基因编辑植物，以应对农业、气候和环境方面的全球性挑战。

现代作物改良的一个关键瓶颈是将外来 DNA 整合到植物基因组的频率低且容易出错，这阻碍了用于作物改良的基因组编辑方法。CRISPR/Cas 系统就像一把分子剪刀，可以切割基因组并对 DNA 进行特定位点的改变。但目前的方法缺乏在这些编辑位点准确、高效地添加定制 DNA 的强有力方法。

TATSI技术利用了转座元件的分子“胶水”功能，与CRISPR/Cas相结合，提供定制的“剪切-粘贴式”基因组编辑。这种“剪刀+胶水”的组合使植物基因组中进行DNA靶向整合的速度提高了一个数量级，从而可以通过增加抗病毒、提高营养水平或改善油脂成分等重要性状对植物进行定制改良。

图片来自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07613-8

对TATSI 的研究始于 2019 年唐纳德-丹佛斯植物科学中心的“对话:大创意2.0”，当时Slotkin团队在竞赛中提议利用转座元件的力量改良作物。转座元件通常被称为“垃圾DNA”，占玉米基因组的70%以上。

利用由某些转座元件编码的名为“转座酶”的酶，这个伟大的想法是一种新的基因组编辑工具，该工具可以快速、更好、更便宜地开发出一系列新性状。Slotkin团队赢得了那场竞赛，并获得了启动研究的种子基金。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Dania Zhivaki et al. Transposase-assisted target-site integration for efficient plant genome engineering. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07613-8.