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華人學者Cell發表CRISPR重要成果

日期:2015-01-21 08:47:38

 為了和病毒或入侵核酸進行斗爭,細菌采用了多種防御機制。以CRISPR序列為核心的適應性核酸免疫系統就是其中之一。在CRISPRCRISPR相關蛋白(Cas)的幫助下,細菌可以在小RNA分子的引導下,靶標和沉默入侵者的遺傳信息。近年來,CRISPR系統已經成為了炙手可熱的基因編輯工具,掀起了一股全球性的基因組編輯熱潮。

 

日前,加州大學的科學家們開發了一種CRISPR支架RNAscRNA)。scRNA編碼了靶位點和調控功能,能同時實現對不同基因的激活和抑制。這項研究發表在最近一期的Cell雜志上,文章的通訊作者是加州大學舊金山分校的齊磊(Lei S. Qi,音譯)和Wendell A. Lim。齊磊博士所在的研究組已經在CellNature Biotechnology、Nature Methods等雜志上接連發表了多篇CRISPR文章。

 

真核生物的細胞有著復雜的轉錄程序,特異性的調控復合體通過不同途徑調節著基因組的不同位點。研究人員根據這一原則,以 CRISPR為基礎設計了適用于酵母和人類細胞的人工轉錄程序。

 

CRISPR/Cas體系包括一個稱為Cas9DNA剪切酶,和一段與目標DNA片段匹配的引導性短RNAgRNA)。研究人員拓展了CRISPR的引導RNA,在上面加入了效應蛋白的招募位點,建立了既編碼靶位點又編碼調控活性的支架RNAscaffold RNA,scRNA)。

 

這種支架RNA可以用來設計多基因轉錄程序,在激活一些基因的同時抑制另一些基因。研究人員用這種方法,成功在酵母中重新定向了一個復雜的代謝通路。研究顯示,scRNA在哺乳動物和酵母細胞中均能有效發揮功能。此外,誘導dCas9蛋白的表達可以控制轉錄程序的執行,成為整個體系的一個主要控制點。

 

這項研究為設計基因表達程序的研究者們提供了一個有力工具,該技術有著非常廣泛的應用,比如改寫細胞命運或者設計代謝通路。多基因的組合性控制可以幫助人們靈活操縱細胞中的通路。

 


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