Nature Plants|微染色体复制是叶绿体基因组工程的新工具

植物分子农业，即以植物为寄主生产治疗性蛋白质和高价值化合物，近年来引起了人们的极大兴趣。特别是叶绿体是一个吸引外源基因表达的亚细胞室。在这里，我们提出了一种新的转基因导入和表达叶绿体的方法，与传统的方法不同，它不需要将转基因插入到叶绿体基因组中。相反，转基因被放大为一个物理上独立的实体，称为“小染色体”。扩增发生在辅助蛋白的存在下，通过识别转基因侧翼的特定序列启动复制过程，导致极高水平的转基因DNA积累。重要的是，我们证明了这种扩增的转基因作为外源蛋白表达的模板，在植物发育过程中保持稳定，并通过母体传递给后代。这些结果表明，基于小染色体的方法是转基因叶绿体表达和细胞器基因组工程的一个有吸引力的工具。

Plant molecular farming, that is, using plants as hosts for production of therapeutic proteins and high-value compounds, has gained substantial interest in recent years. Chloroplasts in particular are an attractive subcellular compartment for expression of foreign genes. Here, we present a new method for transgene introduction and expression in chloroplasts that, unlike classically used approaches, does not require transgene insertion into the chloroplast genome. Instead, the transgene is amplified as a physically independent entity termed a 'minichromosome’. Amplification occurs in the presence of a helper protein that initiates the replication process via recognition of specific sequences flanking the transgene, resulting in accumulation of extremely high levels of transgene DNA. Importantly, we demonstrate that such amplified transgenes serve as a template for foreign protein expression, are maintained stably during plant development and are maternally transmitted to the progeny. These findings indicate that the minichromosome-based approach is an attractive tool for transgene expression in chloroplasts and for organelle genome engineering.

Anna Jakubiec, Alena Sarokina, Sandrine Choinard, et al. Replicating minichromosomes as a new tool for plastid genome engineering. Nature Plants, 2021

文章来源网络整理；如有侵权请及时联系PaperRSS小编删除，转载请注明来源。

温馨提示：

为方便PaperRSS粉丝们科研、就业等话题交流。我们根据10多个专业方向（植物、医学、药学、人工智能、化学、物理、财经管理、体育等），特建立了30个国内外博士交流群。群成员来源欧美、日韩、新加坡、清华北大、中科院等全球名校。