Development:适用于任何细胞、任何发育阶段的增强版CRISPR

2016-12-01 00:00 来源: 生物通
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Wellcome Trust Sanger研究所和剑桥大学的研究人员开发了更有效和可控的CRISPR基因组编辑平台。这个系统能够在机体每个细胞和发育每个阶段起作用,对发育生物学、组织再生和癌症研究将有很大的帮助。

研究人员在Development杂志上发表文章,描述了两个互补的技术――sOPiTKO和sOPTiKD。sOPiTKO是一个敲除系统,通过破坏DNA来关闭基因。sOPTiKD是一个敲低系统,通过干扰RNA来沉默基因活性。这两个系统可以在任何细胞类型、任何细胞发育阶段诱导基因关闭或沉默,在细胞发展成组织的过程中快速准确的探索基因功能,从中发现健康和疾病的线索。

“在干细胞发育为成体细胞的不同阶段,基因具有不同的作用。过去我们敲除一个基因只能判断当时的效果。现在我们可以先让基因起作用,然后在下一个发育阶段用sOPTiKO敲除它,了解该基因在这个阶段的功能,”文章资深作者Ludovic Vallier教授说。

规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合,可以在引导RNA的指引下,靶标并切割入侵者的遗传物质。2012年研究者们利用这一特点,将CRISPR系统制成了强大的基因组编辑工具。

与其它CRISPR系统相比,研究人员开发的系统更迅速成本也更低。sOPTiKO灵活性很高,可用于机体每一种组织。sOPiTKD在效率上有很大的提升,能一次敲低多个基因,将原本九个月的过程缩短到一两个月。

此前,哈佛大学的科学家们以CRISPR为基础打造出了一个定向RNA定位法――CRISPR-Display(CRISP-Disp)。他们利用失去催化活性的dCas9,将整合在sgRNA中的大片段RNA带到特定DNA位点。这个研究RNA功能的强大工具发表在Nature Methods杂志上,文章通讯作者是RNA领域的著名青年科学家John Rinn博士,他曾被评为2009年美国国内撼动科学界的青年英才。

基因网络指导着细胞的正常功能,这个网络受到干扰就可能引发疾病。动态操纵转录组的能力对于研究基因网络的作用机制非常重要。斯坦福大学的研究人员在CRISPRCdCas9的基础上实现了可诱导的复杂转录调节,这项研究发表在十月二十四日的Nature Methods杂志上。

纽约大学的研究团队在CRISPR-Cas9的基础上开发了一个定向检测基因组区域的活体成像系统。该系统能够精确观测基因组位点和细胞核结构,揭示细胞核改变在基因表达调控和其他细胞过程中的重要作用。这一研究成果发表在五月二十五日的Nature Communications杂志上。