Science子刊:用CRISPR攻克致命感染
日期:2015-04-09 09:01:24
Whitehead研究所的研究人員改進了CRISPR-Cas基因組編輯系統,使其能夠全面操縱白色念珠菌(Candida albicans)的基因組,這一技術將幫助人們找到更多的新治療靶標。
“這項研究是很有意義的,”領導這項研究的Gerald Fink教授說。“之前我們對這種致病菌的攻擊策略并不十分有效,而CRISPR解開了我們受到的束縛。”
白色念珠菌是一種生活在我們皮膚或者腸道中的常見微生物,通常是無害的。不過白色念珠菌對免疫功能低下的人特別危險,會引起可能致命的感染。這種致病菌相當令人頭疼,因為許多菌株對抗真菌藥物有抗性,亟需開發出新的治療藥物。
要在致病菌中鑒定新藥物靶標,我們可以將其基因一一敲除,尋找那些致病菌賴以生存的基因。不過白色念珠菌的基因組特別難破解,現有的基因組編輯方法并不能有效敲除其基因的兩個拷貝。
規律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內切酶Cas9的組合,原本是細菌抵御病毒的重要武器,2012年,這個細菌免疫系統被人們開發成了基因組編輯工具。現在,CRISPR-Cas已經成為了時下最熱門的基因組編輯系統,Cas蛋白可以說是基因工程中的瑞士軍刀,能夠結合并切割任意DNA。
CRISPR-Cas能夠精確高效的編輯絕大多數二倍體生物的兩個基因拷貝。然而,標準CRISPR-Cas系統也對白色念珠菌獨特的遺傳學組成束手無策,需要進行相當大的改動。Fink實驗室的Valmik Vyas經過大量的努力,終于設計出了能夠作用于白色念珠菌和其他絕大多數真菌的CRISPR系統。這一成果發表在本周的Science Advances雜志上。
Vyas用自己開發的系統編輯了實驗室菌株和臨床菌株。研究顯示,CRISPR-Cas能夠在一次實驗中讓不同基因的兩個拷貝同時突變,包括涉及抗生素抗性的一些基因和一個必需基因。研究人員指出,改進后的CRISPR-Cas系統能夠靶標白色念珠菌98%的基因組。也就是說,現在人們可以在6000個基因中鑒定新的藥物靶標。
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