利用CRISPR/Cas9技术构建基因敲除大鼠及小鼠模型
国际著名生物学期刊《Nature Biotechnology》(2012年影响因子为32.44)于8月8日在线正式发表了上海市调控生物学重点实验室、华东师范大学生科院生命医学研究所刘明耀教授和李大力副教授课题组的最新研究成果。这是继今年6月该课题组在《Nucleic Acids Research》杂志发表基因敲除小鼠新技术后，再次在国际著名生物期刊上报道课题组在基因敲除大鼠和小鼠技术上所获得突破和成果。
基因敲除动物模型一直以来是在活体动物上开展基因功能研究、寻找合适药物作用靶标的重要工具。但传统的基因敲除方法需要通过打靶载体构建、ES细胞筛选、嵌合体小鼠选育等一系列步骤，不仅流程繁琐、技术要求很高，而且费用大、耗时较长，成功率受到多方面因素的限制。刘明耀、李大力课题组一直致力于开发基因敲除动物新技术。其团队于今年6月在《Nucleic Acids Research》发表了关于转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)的技术论文，成为世界上最早利用该技术构建基因敲除小鼠的两个团队之一。
CRISPR-Cas源自细菌和古细菌的免疫系统，可利用靶点特异性的RNA将Cas9核酸酶带到基因组上的具体靶点，从而对特定基因位点进行切割导致突变。该课题组将该技术运用到基因敲除小鼠和大鼠动物模型的构建之中。研究发现：RNA注射的方式将CRISPR-Cas系统导入小鼠受精卵比DNA 注射能更有效的在胚胎中产生定点突变;该方法无小鼠遗传品系的限制，能够对大片段的基因组DNA进行删除;同时注射针对不同基因的RNA序列能够在同一只小鼠或大鼠中产生多个基因突变。此外，课题组利用CRISPR-Cas技术构建的基因敲除大鼠模型与传统方法构建的同一基因(肥胖相关G蛋白偶联受体 Mc4R)突变大鼠具有一致的表型。
CRISPR-Cas技术是继锌指核酸酶(ZFN)、ES 细胞打靶和 TALEN 等技术后可用于定点构建基因敲除大、小鼠动物的第四种方法，且有效率高、速度快、生殖系转移能力强及简单经济的特点，在动物模型构建的应用前景将非常广阔。目前该团队已经利用该项技术为上海市计划生育研究所、上海市东方医院、上海交大和复旦大学等科研单位和医药公司提供了多项动物模型构建服务。
该论文的第一作者为李大力副教授和邱中伟博士研究生，同时参与本项研究的单位还有广西医科大学。本研究工作得到了国家科技部、教育部、国家自然科学基金委以及上海市科委的经费支持。
