NC国家研究员开发了一种新的方法来使CRISPR / CAS9进入植物细胞而不插入外国DNA。这允许精确的遗传缺失或替代品，而无需插入异物DNA。因此，最终产品不是转基因生物体，或转基因GMO。
CRISPR/Cas9是一种可用于精确切割、移除或替换特定基因序列的工具。Cas9蛋白就像一把分子剪刀，通过一个易于交换的RNA引导物引导到特定的遗传靶点。基本上，它寻找一个特定的基因序列，当它找到那个序列时，就把它剪掉。一旦目标DNA被剪断，它就可以被删除或替换。
CRISPR/Cas9系统在通过改变作物的遗传密码来改良作物方面具有巨大的潜力。这并不一定意味着要插入外源DNA，但用于将CRISPR/Cas9导入植物细胞的系统通常会这样做，这意味着相关的作物是转基因作物。转基因生物经过严格的评估过程，许多消费者更喜欢非转基因产品。
美国农业部（美国农业部）和食品和药物管理局调节转基因作物，并有标准定义了GMO作物的标准。这些聚焦在最终产品中存在的其他物种的DNA序列存在。
删除或关闭基因，例如负责的基因把苹果片变成褐色，不引入外源DNA，因此是一种非转基因方法。同样地，改变一种与甘薯抗虫性相关的基因的表达，使其更具抗虫性，可能是一种非转基因的方法。
在一个新研究发表于期刊植物细胞报告，园艺科学系植物生物学家、生物技术学家刘武生展示了一种不涉及外源DNA的引入Cas9蛋白并引导RNA进入植物细胞的新方法。
“这是第一次有人想出一种方法，通过脂质体注入植物细胞来传递Cas9蛋白，”刘说我们的主要成就就是实现了这一点。此外，由于许多消费者更喜欢非转基因特种作物，这种方法以非转基因方式提供Cas9蛋白。”
Lipofection是一种使用带正电荷的脂质的方法，有些类似于在洗碗皂中发现的脂质，以形成围绕CAS9 / GRNA复合物的气泡状脂质体。脂质体与植物细胞膜结合，然后用植物细胞膜融合，将其CRISPR货物引入植物细胞中。已成功地用于将CRISPR / CAS9蛋白质复合物送入哺乳动物细胞中。
“全世界的许多课程都专注于CRISPR / CAS9 DNA交付，”刘说。“只有很限的研究数量，重点是Cas9蛋白质递送。但蛋白质交付有很多优势。“
首先，通过递送CAS9蛋白代替CAS9的DNA序列，没有从一个物种到另一个物种的特定DNA序列转移。Cas9蛋白持续三到五天，然后降低。刘说，这减少了在不需要的位置的切割，被称为靶向切割。
此外，称为将DNA引入植物中最常见的方法农杆菌-介导的转化。农杆菌是一组引起植物病害的细菌。刘教授说，科学家们无法用这种方法控制新的DNA被添加到植物基因组的位置。此外，这种方法不适用于许多很难转化的作物优良品种。而且，由于这个过程引入了外来DNA，最终产品是转基因。
另一方面，在脂质体中引入CRISPR / CAS9的过程要求去除植物细胞的坚韧的外壁。没有细胞壁的植物细胞称为原生质体。将该原生质盒转化为芽，然后是整个植物，需要仔细组合植物激素和营养素。刘说，已经开发出来自原生质体的植物从原生质体进行再生植物的方法，包括小麦，西红柿，草莓和烟草。但是，这些方法尚未为每种作物制定。
刘还研究了将Cas9蛋白引入植物细胞的其他方法，该植物细胞不需要去除细胞壁。
其中一种方法是利用纳米颗粒将Cas9蛋白导入花粉粒。然后，当花粉被用来使雌花受精时，花粉管将Cas9和精子一起导入胚珠。所得到的种子中有一定比例将具有CRISPR/Cas9复合物产生的所需遗传编辑。他说，他想用这种方法首先将Cas9蛋白导入番茄和大麻，最终使它们适应其他有性繁殖作物。
本研究由美国农业部农业和食品研究倡议（AFRI）通过基因组编辑计划提供资金。
刘的创新并没有被他的同事们不受表情。园艺科学系中的教授汤姆·克里尼和克雷格yencho是与刘合作的人中，以应用这些非转基因方法，分别推进苗圃和甘薯的有益特征。
“为其他专业作物制定这些系统，包括幼儿园和甘薯粉地将是游戏变化，”Ranney说。
Ranney和Liu已收到美国农业部 - 农业研究服务水果，坚果，甘蔗和幼儿园计划的批准，以开发非转基因的基因编辑方法在苗圃中进行。
刘作为博士后学者在中国科学院实验室开始了这个项目查尔斯尼尔斯图尔特是田纳西大学园艺科学的NC国家明矾。先进的研究项目代理能源（ARPA-E），Thermo Fisher和Bescergy科学中心（BESC）支持了这项研究。
我们通过植物科学创新改善了世界。
这篇文章是最初发表在农业学院和生命科学新闻中。
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