上海生科院等在昆蟲抗病毒研究中取得新進展

1 月 25 日，中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所黃勇平研究組和譚安江研究組在國際學術期刊《病毒學雜誌》（Journal of Virology）發表了研究論文 「Transgenic CRISPR/Cas9-mediated viral gene targeting for antiviral therapy of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus (BmNPV)」。該研究報道了利用遺傳操作手段來提高家蠶對核型多角體病毒 (BmNPV) 抗性。

病毒病是蠶業生產上最常見的一類蠶病，每年帶來的損失約佔總損失的 80%，其中家蠶核型多角體病毒 (BmNPV) 的危害最為嚴重。目前在防治 BmNPV 的策略中，通過傳統選育方法篩選抗性品種面臨著周期長、定向性差以及提高抗性的同時難以兼顧經濟性狀等局限；基於轉基因 RNAi 的抗病毒策略屬於轉錄後水平的抑制，在一定程度可以抑制 BmNPV 的擴增，但轉基因 RNAi 的抗病毒效果受靶標基因選擇的影響較大，難以徹底阻斷病毒 DNA 複製。

該研究將轉基因與 CRISPR/Cas9 技術相結合，在家蠶體內構建了靶向 BmNPV 基因組 DNA 的抗病毒系統。經測試，家蠶抗 BmNPV 能力得到了顯著提高。此方法無需針對特定基因，而是利用 Cas9/sgRNA 精準 高效切割 DNA 的能力，針對 BmNPV 基因組 DNA 實現了多處斷裂或大片段序列刪除，使其難以完整修復和正常複製，在根本上切斷了病毒的複製和轉錄的模板，從而達到清除家蠶體內的入侵病毒以及阻止病毒在家蠶體內複製的效果。基於轉基因和 CRISPR/Cas9 技術的抗病毒策略使家蠶獲得了可穩定遺傳的清除病毒的能力，有望在蠶業生產上發揮積極作用。

博士生陳樹清和江蘇科技大學副研究員侯成香為共同第一作者。項目得到了中科院戰略先導 B 項目、科技部 「973」 計劃和國家自然基金委的資助。

原文：

Transgenic CRISPR/Cas9-mediated viral gene targeting for antiviral therapy of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus (BmNPV).

Abstract

We developed a novel anti-viral strategy by combining transposon-based transgenesis and the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated 9 (Cas9) system for direct cleavage of the Bombyx mori nucleopolyhedrovirus (BmNPV) genome DNA to promote virus clearance in silkworms. We demonstrate that transgenic silkworms constitutively-expressing Cas9 and guide RNAs (gRNAs) targeting the BmNPV immediate early-1 (ie-1) gene and me53 gene effectively induce target-specific cleavage and subsequent mutagenesis, especially large segment deletions (～ 7 kilobase-pairs [kb]) in BmNPV genomes and thus exhibit a robust suppression of BmNPV proliferation. Transgenic animals exhibited higher and inheritable resistance to BmNPV infection when compared to wild-type animals. Our approach will not only contribute to modern sericulture but also shed light on future anti-viral therapy.

本期編輯:胚芽鞘 本文來源:上海生命科學研究院