从头驯化:作物品种设计与培育的新方向

全球气候变化对农业生产带来了巨大挑战。在农业投入减少的前提下如何保障粮食生产持续稳步增长,满足人们吃饱、吃好的需求是亟需考虑的问题。培育高产、稳产、绿色、营养的新型作物品种仍然是解决该挑战的有效措施之一。作物新品种的培育高度依赖育种材料遗传多样性的拓宽和育种技术的创新。从头驯化是一种作物品种创新的全新育种策略,以具有某些优异性状的未驯化、半驯化植物作为底盘物种,通过农艺性状重新设计和驯化基因导入实现野生植物快速驯化,从而满足人类多样化需求。本文回顾了作物驯化、遗传改良历程,阐明了丰富作物多样性的必要性,强调野生植物丰富的遗传多样性对于拓展作物重新设计空间的重要价值,提出育种策略革新是加速作物育种的关键,探讨了通过从头驯化快速培育新型作物品种的可行性和发展前景。

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Cell|基因治疗领域重大突破:新型类病毒载体eVLPs实现治疗性大分子的高效递送基因编辑元件的安全、高效递送是基因治疗领域的技术瓶颈之一。出于安全性的考量,相比于递送编码功能元件的DNA,提升相应功能蛋白或者核糖核蛋白(ribonucleoproteins,RNPs)的递送效率更为关键。类病毒颗粒(virus-like particles,VLPs)具备靶向递送RNPs的潜力;但是现有递送效率下,RNPs的编辑效率达不到疾病治疗所需的水平。近期,美国哈佛大学David Liu团队发表了能够高效递送不同编辑元件复合体的工程化VLPs递送载体(engineered VLPs,eVLPs)(2022年1月11日在线发表,doi:10.1016/j.cell.2021.12.021)。eVLPs在递送治疗性大分子的优势体现在:(1)突破了之前VLPs载体在蛋白的装载、释放和定位中的瓶颈;(2)在不同类型的小鼠和人类细胞中实现了高效率的递送和编辑,其递送的碱基编辑器对小鼠肝脏中高达63%的细胞实现了有效编辑,比同样条件下的VLP高26倍;(3)通过递送碱基编辑器,成功改善了遗传性失明小鼠的视觉;(4)体外或体内递送中均未检测到脱靶,相比于其他递送体系,其安全性更好。