Multiplexed, precise genome engineering in monocots with twin prime editing systems – Nature Biotechnology

Multiplexed, precise genome engineering in monocots with twin prime editing systems – Nature Biotechnology


  • Chen, R. Z. et al. Rice functional genomics: decades’ efforts and roads ahead. Sci. China Life Sci. 65, 33–92 (2022).

    Article 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Li, B. S., Sun, C., Li, J. Y. & Gao, C. X. Targeted genome-modification tools and their advanced applications in crop breeding. Nat. Rev. Genet. 25, 603–622 (2024).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Wallace, J. G., Rodgers-Melnick, E. & Buckler, E. S. On the road to breeding 4.0: unraveling the good, the bad, and the boring of crop quantitative genomics. Annu. Rev. Genet. 52, 421–444 (2018).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Shan, Q. et al. Targeted genome modification of crop plants using a CRISPR–Cas system. Nat. Biotechnol. 31, 686–688 (2013).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Li, S. N. et al. Genome-edited powdery mildew resistance in wheat without growth penalties. Nature 602, 455–460 (2022).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Huang, J. et al. Discovery of deaminase functions by structure-based protein clustering. Cell 186, 3182–3195 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Kuroiwa, K. et al. An iterative gene-editing strategy broadens eIF4E1 genetic diversity in Solanum lycopersicum and generates resistance to multiple potyvirus isolates. Plant Biotechnol. J. 21, 918–930 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Li, C. et al. SWISS: multiplexed orthogonal genome editing in plants with a Cas9 nickase and engineered CRISPR RNA scaffolds. Genome Biol. 21, 141 (2020).

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Cowan, Q. T. et al. Development of multiplexed orthogonal base editor (MOBE) systems. Nat. Biotechnol. 43, 593–607 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Anzalone, A. V. et al. Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA. Nature 576, 149–157 (2019).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Lin, Q. P. et al. High-efficiency prime editing with optimized, paired pegRNAs in plants. Nat. Biotechnol. 39, 923–927 (2021).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Zheng, C. W. et al. Template-jumping prime editing enables large insertion and exon rewriting in vivo. Nat. Commun. 14, 3369 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Anzalone, A. V. et al. Programmable deletion, replacement, integration and inversion of large DNA sequences with twin prime editing. Nat. Biotechnol. 40, 731–740 (2022).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Choi, J. H. et al. Precise genomic deletions using paired prime editing. Nat. Biotechnol. 40, 218–226 (2022).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Jiang, T. T., Zhang, X. O., Weng, Z. P. & Xue, W. Deletion and replacement of long genomic sequences using prime editing. Nat. Biotechnol. 40, 227–234 (2022).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Wang, J. L. et al. Efficient targeted insertion of large DNA fragments without DNA donors. Nat. Methods 19, 331–340 (2022).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Yarnall, M. T. N. et al. Drag-and-drop genome insertion of large sequences without double-strand DNA cleavage using CRISPR-directed integrases. Nat. Biotechnol. 41, 500–512 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Pandey, S. et al. Efficient site-specific integration of large genes in mammalian cells via continuously evolved recombinases and prime editing. Nat. Biomed. Eng. 9, 22–39 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Sun, C. et al. Precise integration of large DNA sequences in plant genomes using PrimeRoot editors. Nat. Biotechnol. 42, 316–327 (2024).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Sun, C. et al. Iterative recombinase technologies for efficient and precise genome engineering across kilobase to megabase scales. Cell 188, 4693–4710 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Zou, J. P. et al. Cas9-PE: a robust multiplex gene editing tool for simultaneous precise editing and site-specific random mutation in rice. Trends Biotechnol. 43, 433–446 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Zhang, Y. Q. et al. Readthrough events in plants reveal plasticity of stop codons. Cell Rep. 43, 113723 (2024).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Yu, G. et al. Prediction of efficiencies for diverse prime editing systems in multiple cell types. Cell 186, 2256–2272 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Koeppel, J. et al. Prediction of prime editing insertion efficiencies using sequence features and DNA repair determinants. Nat. Biotechnol. 41, 1446–1456 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Jiang, Y. Y. et al. Prime editing efficiently generates W542L and S621I double mutations in two ALS genes in maize. Genome Biol. 21, 257 (2020).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Li, H. C. et al. Maize plant architecture is regulated by the ethylene biosynthetic gene ZmACS7. Plant Physiol. 183, 1184–1199 (2020).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Ni, P. et al. Efficient and versatile multiplex prime editing in hexaploid wheat. Genome Biol. 24, 156 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Zhao, Y. et al. Precise deletion, replacement and inversion of large DNA fragments in plants using dual prime editing. Nat. Plants 11, 191–205 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Kweon, J. et al. Targeted genomic translocations and inversions generated using a paired prime editing strategy. Mol. Ther. 31, 249–259 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Zhang, R. et al. Amplification editing enables efficient and precise duplication of DNA from short sequence to megabase and chromosomal scale. Cell 187, 3936–3952 (2024).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Fei, H. et al. Advancing protein evolution with inverse folding models integrating structural and evolutionary constraints. Cell 188, 4674–4692 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Varshney, R. K. et al. Fast-forward breeding for a food-secure world. Trends Genet. 37, 1124–1136 (2021).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Sha, G. et al. Genome editing of a rice CDP-DAG synthase confers multipathogen resistance. Nature 618, 1017–1023 (2023).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Song, X. et al. Targeting a gene regulatory element enhances rice grain yield by decoupling panicle number and size. Nat. Biotechnol. 40, 1403–1411 (2022).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Meng, X. et al. Construction of a genome-wide mutant library in rice using CRISPR–Cas9. Mol. Plant 10, 1238–1241 (2017).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Gupta, A., Liu, B., Raza, S., Chen, Q.-J. & Yang, B. Modularly assembled multiplex prime editors for simultaneous editing of agronomically important genes in rice. Plant Commun. 5, 100741 (2024).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Chauhan, V. P., Sharp, P. A. & Langer, R. Engineered prime editors with minimal genomic errors. Nature 646, 1254–1260 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Dong, Y. et al. A rice endogenous small RNA-binding protein improves prime editing for precise sequence insertion and replacement. Plant Biotechnol. J. 24, 2315–2317 (2025).

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Li, H. et al. Multiplex precision gene editing by a surrogate prime editor in rice. Mol. Plant 15, 1077–1080 (2022).

    Article 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Lu, P. Repeated high-temperature treatment can increase prime editing efficiency in dicot model species. ACS Agric. Sci. Technol. 4, 1179–1183 (2024).

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  • Vu, T. V. et al. Optimized dicot prime editing enables heritable desired edits in tomato and Arabidopsis. Nat. Plants 10, 1502–1513 (2024).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Jin, S. et al. Functional RNA splitting drove the evolutionary emergence of type V CRISPR–Cas systems from transposons. Cell 188, 6283–6300 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Zhu, H. et al. Engineered geminivirus replicons enable rapid in planta directed evolution. Science 390, eady2167 (2025).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Chen, Y. et al. Chromatin accessibility: biological functions, molecular mechanisms and therapeutic application. Signal Transduct. Target. Ther. 9, 340 (2025).

    Article 

    Google Scholar 

  • Foster, M. P., Benedek, M. J., Billings, T. D. & Montgomery, J. S. Dynamics in Cre-loxP site-specific recombination. Curr. Opin. Struct. Biol. 88, 102878 (2024).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Liu, G. W., Yin, K. Q., Zhang, Q. W., Gao, C. X. & Qiu, J. L. Modulating chromatin accessibility by transactivation and targeting proximal dsgRNAs enhances Cas9 editing efficiency in vivo. Genome Biol. 20, 145 (2019).

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Xie, X. R. et al. CRISPR-GE: a convenient software toolkit for CRISPR-based genome editing. Mol. Plant 10, 1246–1249 (2017).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Liang, Z., Zong, Y. & Gao, C. An efficient targeted mutagenesis system using CRISPR/Cas in monocotyledons. Curr. Protoc. Plant Biol. 1, 329–344 (2016).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Zhang, Y., Li, J. & Gao, C. Generation of stable transgenic rice (Oryza sativa L.) by Agrobacterium-mediated transformation. Curr. Protoc. Plant Biol. 1, 235–246 (2016).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Zhang, Y. et al. Efficient and transgene-free genome editing in wheat through transient expression of CRISPR/Cas9 DNA or RNA. Nat. Commun. 7, 12617 (2016).

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  • Kumar, R. et al. Optimization of Agrobacterium-mediated transformation in spring bread wheat using mature and immature embryos. Mol. Biol. Rep. 46, 1845–1853 (2019).

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  • Shi, X. xs787xlshi/CRISPRDataCraft: next-generation sequencing data analysis. Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.15846650 (2025).

  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಿಎ ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಚುನಾವಣೆ ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಇಂದು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಿಎ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ಸ್ಟೀವ್ ಹಿಲ್ಟನ್ ಗವರ್ನರ್ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಚುನಾವಣೆಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು 2026 ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಸಿಎ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಪ್ರಾಥಮಿಕ 2026 ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಪೋಲ್ಸ್ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾದ ಗವರ್ನರ್ ಅನ್ನು ಯಾರು ಗೆದ್ದರು ಲಾ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಅನ್ನು ಯಾರು ಗೆದ್ದರು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು 2026 ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಿಎ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಸಿಎ ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು 2026 ಗ್ಯಾವಿನ್ ನ್ಯೂಸಮ್ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ 2026 ಅನ್ನು ಯಾರು ಗೆದ್ದರು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ಪ್ರೈಮರಿ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾದಲ್ಲಿ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಅನ್ನು ಯಾರು ಗೆದ್ದರು ಸಿಎ ಪ್ರೈಮರಿ ಚುನಾವಣಾ ದಿನ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಚುನಾವಣೆ ಸಿಎ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಚುನಾವಣೆ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಚುನಾವಣೆಗಳು ಸಿಎ ಚುನಾವಣೆಗಳು ಸಿಎ ಗವರ್ನರ್ ಹಿಲ್ಟನ್ ಗವರ್ನರ್ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಚುನಾವಣೆ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಸಿಎ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಪೋಲ್ಸ್ ಲೈವ್ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಚುನಾವಣೆ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಅನ್ನು ಯಾರು ಗೆಲ್ಲುತ್ತಿದ್ದಾರೆ ಚುನಾವಣೆ ಸಿಎ ಚುನಾವಣೆ ಬೆಕೆರಾ ಗವರ್ನರ್ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಮತದಾನದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸ್ಟೀವ್ ಹಿಲ್ಟನ್ ಯಾರು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ಚುನಾವಣೆ ಸಿಎ ಚುನಾವಣೆ ಸಿಎ ಚುನಾವಣೆಗಳು ಸಿಎ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಚುನಾವಣೆಗಳು ಚುನಾವಣೆಗಳು ಇಂದು ಚುನಾವಣಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಿಎ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್ ಅನ್ನು ಯಾರು ಗೆಲ್ಲುತ್ತಾರೆ ಸಿಎ ಮತದಾನದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಿಎ ಚುನಾವಣೆಗಳು 2026 ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಗವರ್ನರ್ ರೇಸ್