提高目標基因的表達水平一直是現(xiàn)代分子生物技術(shù)，以及合成生物學的一個重要方面。一個基因表達模塊通常由三個必需元件組成：啟動子，基因編碼區(qū)和終止子，其中啟動子和終止子都可以調(diào)控基因的表達量。植物病毒是挖掘植物基因表達調(diào)控元件的主要來源之一。植物病毒的基因組通常很小，因此其基因表達調(diào)控元件一般非常精簡，較短的調(diào)控元件有利于對基因表達模塊的編輯及設(shè)計。由此可見，在植物病毒中挖掘基因表達增強元件，具有巨大的開發(fā)潛力。

雙生病毒科是病毒界中最大的一個科。雙生病毒通常含有一個或兩個單鏈環(huán)狀DNA，分別稱為單組分雙生病毒和雙組分雙生病毒，單組分雙生病毒通常還伴隨一個衛(wèi)星DNA。甘薯曲葉病毒是單組分雙生病毒，是危害甘薯產(chǎn)業(yè)最嚴重的DNA病毒。鄧書林團隊今年上半年發(fā)表文章，建立了簡便高效的甘薯曲葉病毒侵染體系，并利用SBG51衛(wèi)星DNA設(shè)計了病毒誘導(dǎo)的基因沉默（VIGS）系統(tǒng)（Zhang Yi，et. al,?Phytopathology Research?2024）（圖1），該體系為甘薯抗病育種以及功能基因研究奠定了基礎(chǔ)。

中國科學院華南植物園鄧書林研究團隊在進一步對SBG51衛(wèi)星DNA的研究過程中，發(fā)現(xiàn)了一種新型的基因表達增強序列。當該序列作用于終止子的下游時，可以顯著地提高上游基因的表達水平（圖2）。而且這種基因表達增強作用不依賴啟動子和終止子類型，并能維持啟動子時空表達特異性。進一步研究發(fā)現(xiàn)人工合成串聯(lián)重復(fù)的“ATAAA”和“TTAAA”關(guān)鍵元件，也可增強表達。陳煥鏞副研究員張藝與慕恩（廣州）生物科技有限公司合作，將該序列在非植物系統(tǒng)及合成生物學應(yīng)用中展開了廣泛的研究。研究發(fā)現(xiàn)這種新型的基因表達增強序列及核心元件在植物和酵母細胞中均有效，為合成生物學優(yōu)化表達載體和基因編輯精準控制基因表達提供了有力的新工具。

相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在學術(shù)期刊Plant Biotechnology Journal（《植物生物技術(shù)雜志》）（IF_5年=12.1）上。中國科學院華南植物園張藝副研究員與慕恩（廣州）生物科技有限公司賢一博博士為本文的共同第一作者，華南植物園鄧書林研究員為通訊作者。華南植物園研究生楊恒、楊選鋼、余天麗、劉賽和助理研究員梁敏婷，以及慕恩（廣州）生物科技有限公司創(chuàng)始人兼CEO蔣先芝博士參與了相關(guān)項目的研究。該研究得到了廣州市科技計劃項目、國家自然科學基金面上項目、廣東省科技計劃項目及北京生命科學研究院有限公司開放基金等項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.14561