近日，中國農業科學院深圳農業基因組研究所聯合崖州灣國家實驗室、中國水稻研究所在《植物生物技術 (Plant Biotechnology Journal)》(IF：13.8)雜志上在線發表了題為 "Programmable RNA N6-methyladenosine editing with CRISPR/dCas13a in plants" 的研究論文，開發出基于CRISPR/dCas13a的新型植物RNA甲基化編輯工具。

N6-腺苷酸甲基化 (m6A)是動植物mRNA上豐度最高的一種化學修飾類型，越來越多的研究發現m6A修飾廣泛地參與多種表觀遺傳調控過程，包括影響mRNA剪接、翻譯、出核、胞質定位和mRNA的穩定性，在植物胚胎發生、干細胞命運決定、晝夜節律、葉片形態、硝酸鹽信號、果實成熟和配子體發育等方面發揮關鍵調控作用，m6A表觀遺傳學已成為當前最前沿的研究領域之一。然而，在植物中尚未有方法可以特異性操縱基因上的m6A修飾水平，這嚴重制約了植物中m6A修飾的功能研究。

圖1. RNA甲基化編輯工具示意圖和SHR甲基化編輯植株相關表型

借助于CRISPR/Cas13a系統特異性識別并結合RNA的功能，該研究將植物RNA甲基轉移酶復合體核心功能域MTA-MTB與無切割活性的dead Cas13a（dCas13a）融合，構建出RNA甲基化編輯工具，通過將RNA去甲基化酶ALKBH5與dCas13a融合，獲得RNA去甲基化編輯工具（圖1）。接下來，分別在煙草和擬南芥中，通過對特定基因轉錄本進行靶向m6A編輯，證明了該工具對靶標基因mRNA有很好的m6A位點甲基化和去甲基化的編輯功能。進一步，通過特異性編輯根發育關鍵基因SHR轉錄本，發現SHR轉錄本m6A修飾水平的提高可促進植株地上部和根部增大，使葉面積、株高、生物量和籽粒產量等增加，從而促進植物生長（圖1）。通過對編輯SHR植株進行甲基化測序（MeRIP-seq）分析，進一步證明了該編輯工具有較好的編輯特異性和較低的脫靶效應。綜上，該研究設計并在植物中驗證了基于CRISPR/Cas13a系統的m6A編輯工具，實現了對特定基因m6A位點進行甲基化和去甲基化編輯，可廣泛應用于m6A修飾的相關功能研究。此外，該研究首次發現操縱關鍵發育基因的m6A修飾水平可調控植株表型、改良植物相關性狀，這在未來的作物基因編輯育種中也具有潛在的重要應用價值。

原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.14307