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赖良学教授再发两项CRISPR成果

2016.5.05

　　CRISPR这种于2007年发现的一种细菌抵御病毒的特殊防御机制，经过了2012年的机制阐述，2013年的崭露头角，以及2014年的技术备受推崇之后，迎来了最为激动人心的发展——技术在临床上的转化。2016年开年短短的半个月时间里，CRISPR在多种疾病治疗中大显身手。详情阅读：2016开年CRISPR技术大爆发。

　　中国的科学界正在大胆地推进遗传重组动物的相关研究工作。尽管一些科学家表示担心会出现伦理学问题，但在中国，新的狗、山羊、猴和猪品种正在快速地被制造出来。其中，来自中科院广州生物医药与健康研究院的研究员、吉林大学畜牧兽医学院院长赖良学教授带领的研究小组，将目前热门的CRISPR技术应用于转基因动物研究，先后取得了一系列重要成果，相继发表在多个国际学术期刊，相关报道：赖良学教授连发CRISPR研究成果；赖良学团队获得重症联合免疫缺陷小型猪模型。4月份，赖良学教授带领的两项CRISPR成果，又相继发表在国际学术期刊《Scientific Reports》和《Human Molecular Genetics》。

　　肌生成抑制蛋白（MSTN）是肌肉质量的一个负调节因子，与肌肉的生长和分化有关。敲除具有所需的双肌肉表型的MSTN，已经在小鼠、山羊、猪和牛当中生成，但是在兔子中未有过报道。4月26日，在《Scientific Reports》上发表的一项研究中，赖良学教授带领的研究人员，通过Cas9 mRNA和sgRNA共注射入受精卵，制备了MSTN敲除（KO）兔子。研究人员在MSTN KO兔子中观察到了肌纤维增生或肥大的双肌肉特有表型。此外，研究人员在F1代发现了一种类似的表型，从而表明MSTN突变可能在MSTN KO兔子中稳定的遗传。总而言之，这项研究利用CRISPR/Cas9，高效、成功地制备了MSTN KO兔子，这是一种可靠和有效的动物模型，可用于肌肉发育和相关疾病的研究。

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　　X连锁低磷酸盐血（XLH）是遗传性佝偻病的最常见原因，这种疾病在人类中的发病率为1/20,000。PHEX基因——一个磷酸盐调控的肽链内切酶——的失活或突变，可导致低磷酸盐血和XLH患者中的缺陷型骨矿化。但是，目前还没有适当的动物模型，用于XLH佝偻病物理疗法的安全评估和药物筛选。4月28日，在《Human Molecular Genetics》杂志发表的一项研究中，赖良学教授带领的研究人员，通过Cas9/sgRNA mRNA向兔子受精卵的共注射，利用PHEX基因敲除（KO）制备了一种XLH动物模型。研究人员在HEX KO兔子中观察到了生长迟缓、低磷酸盐血、血清FGF23升高和骨矿化的特有表型，但是在正常对照动物中没有观察到这些现象。总之，这项研究首次利用CRISPR/Cas9，成功获得了PHEX KO兔子，并概括了人类XLH。这种新的XLH兔子模型可以用作一种药物筛选模型，用于XLH预防和临床治疗。

　　此外，赖良学教授作为共同作者，还参与发表了一项研究成果。这项研究是由美国密歇根大学的陈育庆（Y. Eugene Chen）为通讯作者，发表在4月27日的《Scientific Reports》。这篇论文的研究对象也是兔子，实验室兔子一直是人类疾病研究的一种宝贵模型系统。为了使兔子模型更易于实现靶向基因敲入和稳定的基因表达，该研究小组通过基因组序列同源分析，确定了小鼠Rosa 26位点的一个兔子同源基因。研究人员通过PCR和5' RACE、3' RACE实验发现，这个位点编码一个lncRNA的两个转录变异（rbRosaV1和rbRosaV2）。

　　这两个变异都能够在不同组织中广泛和稳定地表达。研究人员接下来用CRISPR/Cas9靶定了兔子Rosa26 位点(rbRosa26)，并产生了两个敲入兔子品系（rbRosa26-EGFP和rbRosa26-Cre-reporter）。在这两个品系中，所有的创始者动物及其后代似乎都健康并能正常繁殖。在F1代动物中，rbRosa26-EGFP兔子表达EGFP，rbRosa26-Cre-reporter兔子表达tdTomato——在所有检测的组织中广泛表达。

　　此外，rbRosa26位点的中断，对动物健康和繁殖没有不利影响。因此，这些研究将rbRosa26确立为一种安全的模型，适用于核酸酶介导的基因打靶。转基因研究工具箱里增加了rbRosa26，可允许不同的遗传操作，包括在兔子中实现功能获得突变、条件性敲除和谱系追踪研究。

赖良学教授 crispr成果

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