技術摘要
為減少因微量元素缺乏而引起的缺鐵性貧血，我們提出運用CRISPR-Cas9 prime editing (PE) 基因編輯策略，以精確編輯的水稻基因組，進而提高精米中的鐵含量。我們先前的轉基因策略已證實組織專一性表現NICOTIANAMINE SYNTHASE (NAS)與鐵蛋白(FERRITIN)，可有效增加鐵的運輸與儲存能力，並在不影響鐵的恆定下，增加稻米與小麥的鐵含量。我們將利用這些知識對水稻 OsNAS2 基因和鐵蛋白OsFER2基因啟動子進行編輯，在臺灣TNG67水稻品種中引入單鹼基對置換或插入。在OsNAS2 基因啟動子上創造新的IDE1 motif結合位點，使IDEF1 轉錄因子可調控OsNAS2 基因，及在OsFER2 啟動子上建立由使胚乳專一性轉錄因子 SMF1所調控的GCN4 motif結合位點。初步實驗結果顯示此策略成功在水稻原生質體中增加OsNAS2 和 OsFER2 啟動子的活性。我們將使用經改進後的PE載體設計，運用Illumina定序測試其編輯效率。將最有效的PE載體設計進行水稻轉殖，並以Sanger定序確認在OsNAS2和OsFER2啟動子中的編輯正確性。再利用自交將PE載體去除，以獲得具啟動子突變同型合子的的非轉基因品系，分別為IDEF1和SMF1轉錄因子創建新的IDE1和GCN4結合位點。成功編輯的OsNAS2-PE和OsFER2-PE水稻品系，將在田間試驗中測試其農藝性能，及分子生化方法分析稻米中鐵含量。將利用表現最好的OsNAS2-PE和OsFER2-PE品係基因滲入孟加拉和印尼水稻品種，這些地區依然存在缺鐵性貧血問題，尤其是兒童和孕婦。
成果來源
自行研發
申請專利國家
中華民國（發明）
專利證號
I861639