家蚕是一种重要的经济昆虫、文化载体和模式生物，其不但在蚕丝产业的发展和丝绸之路的文化传播中做出了卓越的贡献，在蚕丝纤维新材料、生物反应器和模式生物中也逐渐凸显出广阔的应用前景。为了对家蚕进行更深入的研究和利用，西南大学夏庆友教授领衔的家蚕基因组研究团队率先开展了家蚕基因组研究，并于2004年和2009年先后在《science》杂志上公布家蚕基因组图谱和家蚕遗传变异图谱。
西南大学夏庆友教授
在该研究的推动下，该团队在功能基因组研究、家蚕转基因和家蚕生物反应器方面取得了显著的进展，家蚕的研究也受到越来越广泛的关注。但是，家蚕要成为全世界公认的生物反应器和模式生物，依然有很长的路要走，其中最重要的一步就是定点敲除和敲入等基因组编辑技术的建立。
TALEN技术介绍
近日，家蚕基因组生物学国家重点实验室（西南大学）博士研究生马三垣在《PloS One》上公布了该团队近年来在家蚕基因组编辑方面的部分研究结果。在该文中，作者利用近期发展起来的基因组编辑工具——TALE核酸酶对家蚕油蚕突变基因BmBlos2进行了敲除（如图），同时总结和分析了基因敲除过程中的多种规律，为家蚕乃至整个昆虫的基因组编辑提供了重要的参考。
此外，常规的基于TALEN的基因敲除是通过在基因组的某个位点实现定点破坏实现的，这种破坏一般都是少数几个碱基的缺失、插入或突变。在遗传操作中，往往需要大片段基因组的变异以实现基因簇删除、多基因删除、调控区域删除、外源标记基因删除等特殊需求。为此，该文还探索了利用TALEN实现可遗传的大片段基因组删除并获得成功，这也是首次在个体水平利用人工核酸酶实现可遗传的大片段基因组删除。
长江学者特聘教授夏庆友为本文通讯作者。该研究得到了国家973计划，863计划的支持。
Highly Efficient and Specific Genome Editing in Silkworm Using Custom TALENs
Sanyuan Ma, Shengling Zhang, Feng Wang, Yong Liu, Yuanyuan Liu, Hanfu Xu, Chun Liu, Ying Lin, Ping Zhao, Qingyou Xia
Establishment of efficient genome editing tools is essential for fundamental research, genetic engineering, and gene therapy. Successful construction and application of transcription activator-like effector nucleases (TALENs) in several organisms herald an exciting new era for genome editing. We describe the production of two active TALENs and their successful application in the targeted mutagenesis of silkworm, Bombyx mori, whose genetic manipulation methods are parallel to those of Drosophila and other insects. We will also show that the simultaneous expression of two pairs of TALENs generates heritable large chromosomal deletion. Our results demonstrate that (i) TALENs can be used in silkworm and (ii) heritable large chromosomal deletions can be induced by two pairs of TALENs in whole organisms. The generation and the high frequency of TALENs-induced targeted mutagenesis in silkworm will promote the genetic modification of silkworm and other insect species.
文献链接：Highly Efficient and Specific Genome Editing in Silkworm Using Custom TALENs
