evelopment:適用于任何細胞、任何發育階段的增強版CRISPR
日期:2016-12-01 09:45:03
Wellcome Trust Sanger研究所和劍橋大學的研究人員開發了更有效和可控的CRISPR基因組編輯平臺。這個系統能夠在機體每個細胞和發育每個階段起作用,對發育生物學、組織再生和癌癥研究將有很大的幫助。
研究人員在Development雜志上發表文章,描述了兩個互補的技術——sOPiTKO和sOPTiKD。sOPiTKO是一個敲除系統,通過破壞DNA來關閉基因。sOPTiKD是一個敲低系統,通過干擾RNA來沉默基因活性。這兩個系統可以在任何細胞類型、任何細胞發育階段誘導基因關閉或沉默,在細胞發展成組織的過程中快速準確的探索基因功能,從中發現健康和疾病的線索。
“在干細胞發育為成體細胞的不同階段,基因具有不同的作用。過去我們敲除一個基因只能判斷當時的效果。現在我們可以先讓基因起作用,然后在下一個發育階段用sOPTiKO敲除它,了解該基因在這個階段的功能,”文章資深作者Ludovic Vallier教授說。
規律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內切酶Cas9的組合,可以在引導RNA的指引下,靶標并切割入侵者的遺傳物質。2012年研究者們利用這一特點,將CRISPR系統制成了強大的基因組編輯工具。
與其它CRISPR系統相比,研究人員開發的系統更迅速成本也更低。sOPTiKO靈活性很高,可用于機體每一種組織。sOPiTKD在效率上有很大的提升,能一次敲低多個基因,將原本九個月的過程縮短到一兩個月。
此前,哈佛大學的科學家們以CRISPR為基礎打造出了一個定向RNA定位法——CRISPR-Display(CRISP-Disp)。他們利用失去催化活性的dCas9,將整合在sgRNA中的大片段RNA帶到特定DNA位點。這個研究RNA功能的強大工具發表在Nature Methods雜志上,文章通訊作者是RNA領域的著名青年科學家John Rinn博士,他曾被評為2009年美國國內撼動科學界的青年英才。
基因網絡指導著細胞的正常功能,這個網絡受到干擾就可能引發疾病。動態操縱轉錄組的能力對于研究基因網絡的作用機制非常重要。斯坦福大學的研究人員在CRISPR–dCas9的基礎上實現了可誘導的復雜轉錄調節,這項研究發表在十月二十四日的Nature Methods雜志上。
紐約大學的研究團隊在CRISPR-Cas9的基礎上開發了一個定向檢測基因組區域的活體成像系統。該系統能夠精確觀測基因組位點和細胞核結構,揭示細胞核改變在基因表達調控和其他細胞過程中的重要作用。這一研究成果發表在五月二十五日的Nature Communications雜志上。