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由日本東京大學(xué)編輯,，植物線粒體DNA實(shí)現(xiàn)編輯
核DNA在20世紀(jì)70年代初編輯，葉綠體DNA于1988年編輯,，動(dòng)物線粒體DNA于2008年編輯,。然而，植物線粒體DNA之前卻沒有被成功編輯過,。直到近日,，日本的研究人員成功編輯了植物線粒體DNA，這可能會(huì)帶來更安全的食物供應(yīng),。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的東京大學(xué)分子植物遺傳學(xué)家,、助理教授Shin-ichi Arimura開玩笑地說：“當(dāng)看到水稻植株‘更有禮貌’時(shí)，我們知道自己取得了成功,。因?yàn)樗钌畹鼐狭艘还?，穗多的水稻才?huì)出現(xiàn)這樣的彎曲。”
研究人員希望利用這項(xiàng)技術(shù)來解決目前作物中線粒體遺傳多樣性缺乏的問題,，這是食物供應(yīng)中潛在的破壞性弱點(diǎn),。他們還利用該技術(shù)創(chuàng)造了4個(gè)水稻新品種和3個(gè)油菜新品種。相關(guān)成果發(fā)表于《自然—通訊》,。
植物線粒體基因組意味著什么,？
1970年，一種真菌感染了美國得克薩斯州農(nóng)場的玉米,，之后又因玉米線粒體的一個(gè)基因而導(dǎo)致感染加劇,。農(nóng)場上所有玉米都有相同的基因，因此沒有一個(gè)對(duì)這次感染有抵抗力,。那一年,，整個(gè)美國15%的玉米絕收,。從那以后，美國再也沒有種植具有該特定線粒體基因的玉米,。
“我們現(xiàn)在仍然面臨很大的風(fēng)險(xiǎn),，因?yàn)槭澜缟峡衫玫闹参锞€粒體基因組太少了。我想通過我們的技術(shù)操縱植物線粒體DNA來增加作物的多樣性,。”Arimura表示,。
植物通過葉綠體中的光合作用產(chǎn)生大部分能量。然而,，根據(jù)Arimura的說法,，“葉綠體的作用被高估了”。植物通過和動(dòng)物細(xì)胞一樣的“細(xì)胞發(fā)電站”獲得能量,，也就是線粒體,。在他看來，“沒有植物線粒體就沒有生命”,。
“植物線粒體基因組比較大,，結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，基因有時(shí)是重復(fù)的,，基因表達(dá)機(jī)制尚不清楚,，有些線粒體*沒有基因組。在之前的研究中,，我們觀察到它們與其他線粒體融合以交換蛋白質(zhì)產(chǎn)物,，然后再次分離。”Arimura說,。
現(xiàn)在,，大多數(shù)農(nóng)民都不會(huì)從收獲的作物中留種。農(nóng)業(yè)公司供應(yīng)的雜交作物是兩個(gè)遺傳上不同的親本亞種的si一代后代,，通常更強(qiáng)壯、更有生產(chǎn)力,。其中一個(gè)父本不能制造花粉,。研究人員將常見類型的植物雄性不育稱為細(xì)胞質(zhì)雄性不育（CMS）。
CMS是一種罕見但天然存在的現(xiàn)象,，主要由線粒體引起,。甜菜、胡蘿卜,、玉米,、黑麥、高粱等都可以利用CMS的親本亞種進(jìn)行商業(yè)化種植,。
北京恒瑞鑫達(dá)科技有限公司,，成立于2009年8月，成立至今已經(jīng)和國內(nèi)多家教育機(jī)構(gòu)，全國各地多家企業(yè)有過長期的合作關(guān)系,，專注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研究,，長期聘請(qǐng)清華大學(xué)精密儀器系的專家為技術(shù)顧問，并成立新型材料檢測(cè)儀器研發(fā)中心,。
北京恒瑞鑫達(dá)科技有限公司是集專業(yè)設(shè)計(jì),、開發(fā)、生產(chǎn)與銷售于一體的*股份制企業(yè),，專注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研制,、材料檢測(cè)技術(shù)的提高及材料試驗(yàn)方法的創(chuàng)新，是國內(nèi)的材料試驗(yàn)檢測(cè)儀器的生產(chǎn)企業(yè),。恒瑞鑫達(dá)以精美的產(chǎn)品,、的技術(shù)、精良的品質(zhì),、精心的服務(wù)贏得了廣大用戶和*,，產(chǎn)品全國，擁有一大批國內(nèi)外科研院所及企業(yè)用戶,，是國內(nèi)試驗(yàn)機(jī)行業(yè)發(fā)展速度快的企業(yè)之一,。
研究團(tuán)隊(duì)采用了一種稱為mitoTALENs的技術(shù)，使用單一蛋白質(zhì)定位線粒體基因組,，將DNA切割成所需基因,，并將其刪除。Arimura 表示,，“雖然刪除大多數(shù)基因會(huì)產(chǎn)生問題,，但刪除CMS基因會(huì)解決植物存在的問題。如果沒有CMS基因,，植物就會(huì)再次繁殖,。”
他們創(chuàng)造出了4個(gè)水稻新品種和3個(gè)油菜新品種，證明了mitoTALENs技術(shù)甚至可以成功操縱復(fù)雜的植物線粒體基因組,。
Arimura說：“這是植物線粒體研究重要的di一步,。”研究人員將更詳細(xì)地研究負(fù)責(zé)植物雄性不育的線粒體基因，并確定可能增加急需多樣性的潛在突變,。