中国学者Cell stem cell基因编辑突破性成果

2014-2-18 15:49 来源: 生物通
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  继近日中国的科学家们采用CRISPR/Cas9方法成功构建出第一批携带定向突变基因工程猴之后,来自云南省灵长类生物医学重点实验室、同济大学医学院等处的研究人员在2月13日的《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上发表研究论文称,通过一种叫做转录激活因子样效应物核酸酶(TALENs)的基因编辑技术,获得了出生即携带MECP2基因突变的雌性石蟹猴,这是采用TALENs技术构建出的首个非人类灵长类动物模型。

  云南省灵长类生物医学重点实验室的季维智( Weizhi Ji )研究员、同济大学医学院的孙毅(Yi Eve Sun)教授以及李思光(Siguang Li)博士是这篇论文的共同通讯作者。

  TALEN技术是一种新的靶向基因修饰技术,TALE蛋白的氨基酸序列与靶位点的核酸序列具有恒定的对应关系。研究者通过组合各类模块,可针对任意核酸靶序列构建TALEN,在特异位点切割目标基因,产生双链断裂,进而对该位点进行多种DNA操作,如基因敲除、基因敲入、定点突变。

  该技术成功解决了RNAi技术中knockdown效率低下的问题,同时克服了锌指核酸酶(ZFN)技术筛选复杂、成本过高的缺点,也避免了 CRISPR/Cas9严重脱靶的现象,使靶向基因修饰变得更为高效和便捷。TALEN技术现已成功应用于动物(人类、鼠、、鱼、家蚕等)、植物(烟草、水稻、拟南芥等)、微生物(酵母、病毒等),无基因序列、细胞类型和物种的限制利用。

  以往,科学家们只能通过病毒介导的基因转移来生成转基因猴。在这项新研究中,研究人员通过采用显微注射法将MECP2靶向TALEN质粒导入猴受精卵中,成功对MECP2进行了有效基因编辑,且未检测到任何的脱靶突变。最终获得了一只出生即携带MECP2突变的雌性猴,现在这只猴子已有几个月大。

  Rett综合症(Rett syndrome)是一种主要影响女孩的遗传性疾病,临床上具有自闭症的特征,表现为进行性智力下降,孤独症行为,手的失用,刻板动作及共济失调。X染色体上的MECP2基因调控缺陷是这一疾病的病因。目前没有治愈Rett综合症的方法。

  研究人员证实,这只猴子的胎盘、脐带和皮肤之中均存在MECP2突变。作者们在文章中写到:“到目前为止我们未在这种雌性猴身上观察到任何的行为障碍。Rett综合征的症状要到人类6-18个月时才会显现。检测这一表型有可能还需要一段较长的时间。”