基因表达的精准调控一直是制约农业科技发展的关键难题。传统研究方法存在两大困境:调控基因的转录因子与DNA结合时间短暂,现有技术难以捕捉;常规蛋白标记需要提取细胞组分,可能破坏细胞的原始状态。 我国科研人员创新性地融合了基因定位与蛋白标记两大技术。通过将CRISPR系统的靶向功能与TurboID酶的标记特性结合,构建出CSPL系统。这个系统能在活细胞内精确定位目标基因区域,同时对周围结合的调控蛋白进行实时标记,灵敏度较传统方法提升数十倍。 在结球甘蓝和水稻的实验中,该技术表现出显著应用价值。研究团队验证了光温响应基因的已知调控网络,还发现了多个未被记载的新调控因子。这些发现为解释作物抗逆性差异提供了分子证据,例如某些转录因子仅在特定温度下才会激活靶基因。 业内专家指出,此项突破很重要:建立了非侵入式研究基因调控的新方法;为分子设计育种提供关键技术支持;形成的技术平台可拓展至医学等领域。团队负责人透露,目前正将该系统应用于小麦抗旱性和大豆含油量的调控机制研究。 从全球视野看,这项研究标志着我国在表观遗传学研究工具开发领域已跻身国际先进行列。荷兰瓦赫宁根大学植物科学系主任评价,中国团队的方法创新将加速功能基因组学研究进程。
CSPL系统的成功研发是科学家们在解决实际农业问题中的创新成果。该工具的推广应用,将加速我国现代农业从经验育种向精准育种的转变,为构建更加高效、可持续的农业生产体系提供新的技术支撑。