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摘要 Er Cas12a 核酸酶，也称为 MAD7，是来自直肠真杆菌的 CRISPR/Cas 系统的一部分，与 Cas12a 核酸酶有远亲关系。由于它与常用的 As Cas12a 仅有 31% 的序列同源性，其知识产权可能不受 Cas12a 核酸酶授予的专利权的保护。因此，Er Cas12a 成为实际应用的一个有吸引力的替代品。然而，Er Cas12a 的编辑效率强烈依赖于靶序列和温度。因此，通过蛋白质工程优化酶活性对于其在植物中的应用尤其有吸引力，因为它们是在较低温度下培养的。基于从 Cas12a 核酸酶优化中获得的知识，我们选择通过引入类似的氨基酸交换来提高 Er Cas12a 的基因编辑效率。有趣的是，这些与 As Cas12a 增强版或 Ultra 版类似的突变均未导致拟南芥中 Er Cas12a 的编辑显著增强。然而，酶假定的 α 螺旋结构中的两个不同突变 V156R 和 K172R 显示出可检测到的编辑改善。通过结合这两个突变，我们获得了改进的 Er Cas12a (im Er Cas12a) 变体，与拟南芥中的野生型酶相比，其活性增加了几倍。该变体在 22°C 时具有很强的编辑效率，通过将培养温度升高到 28°C 可以进一步提高，甚至可以编辑以前无法接近的目标。此外，没有检测到增强的场外活动。因此，im Er Cas12a 是一种经济上有吸引力且有效的植物基因组工程其他 CRISPR/Cas 系统的替代方案。
优化 ErCas12a 以实现拟南芥中的高效基因编辑
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