近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物遺傳育種團(tuán)隊(duì)在Nature Communications雜志上在線發(fā)表了題為“CRISPR screening of porcine sgRNA library identifies host factors associated with Japanese encephalitis virus replication”的研究成果。該研究構(gòu)建了基于豬全基因組CRISPR/Cas9敲除文庫技術(shù)的高通量功能基因篩選平臺，并運(yùn)用該技術(shù)鑒定和篩選出參與乙型腦炎病毒復(fù)制的必需宿主基因。這一研究對豬抗病育種及具有育種價(jià)值的關(guān)鍵功能基因發(fā)掘具有重要參考價(jià)值。
隨著家豬基因組測序技術(shù)的日趨完善，以及全基因組選擇在豬育種中的逐步應(yīng)用，家豬基因組學(xué)的研究快速進(jìn)入功能基因組時(shí)代。借助CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，國內(nèi)外已經(jīng)構(gòu)建出多種基因編輯豬模型。然而，具有重大育種價(jià)值的可編輯基因和靶點(diǎn)的缺乏，制約了豬基因編輯育種研究工作進(jìn)程，基因編輯技術(shù)的發(fā)展為從全基因組水平篩選重要功能基因提供了契機(jī)。基于此，該研究團(tuán)隊(duì)利用自主開發(fā)的sgRNA文庫設(shè)計(jì)軟件，以家豬為對象，針對豬的幾乎全部蛋白編碼基因、長鏈非編碼RNA和微小RNA，設(shè)計(jì)和構(gòu)建了一個(gè)高質(zhì)量sgRNA表達(dá)載體文庫與突變細(xì)胞文庫（PigGeCKO, v1.0，圖1）。隨后，該研究團(tuán)隊(duì)利用豬的全基因組CRISPR敲除文庫技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了高通量篩選和鑒定參與乙型腦炎病毒復(fù)制的關(guān)鍵宿主因子。
圖1. 豬全基因組CRISPR敲除文庫（PigGeCKO）設(shè)計(jì)和構(gòu)建
基于全基因組CRISPR文庫設(shè)計(jì)構(gòu)建關(guān)鍵功能基因高通量篩選平臺，對于功能基因組研究和品種改良具有重要產(chǎn)業(yè)價(jià)值，更將大力推動家豬功能基因鑒定進(jìn)入精準(zhǔn)、高通量研究的新階段，為基因功能鑒定和育種提供新思路和新策略。近年來，該團(tuán)隊(duì)在sgRNA設(shè)計(jì)軟件開發(fā)（biootools.com）、高效準(zhǔn)確評估sgRNA活性與脫靶效應(yīng)、基于CRISPR篩選文庫的功能基因挖掘及基因編輯豬育種新材料創(chuàng)制等方面取得系統(tǒng)性研究成果，為豬功能基因組與育種研究增添了新利器。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生趙長志、碩士研究生劉海龍和肖天賀為文章共同第一作者，趙書紅教授、謝勝松副教授為文章共同通訊作者。該研究工作得到了轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-18936-1
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