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张锋博士Nature子刊再发CRISPR重要成果

2014.10.21

  规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合,原本是细菌抵御病毒的重要武器,现在这一组合已经成为了一个通用工具,被用于在真核生物中进行位点特异性的基因组编辑。

  由于这种基因组编辑技术更易于操作,也具有更强的扩展性,CRISPRs-Cas9迅速成为了科研领域的新宠儿。

  日前,麻省理工的张锋(Feng Zhang)博士领导研究团队向人们展示了CRISPR-Cas9的新应用。他们用这一技术在哺乳动物大脑中进行了基因功能的活体研究,文章发表在十月十九日的Nature Biotechnology上。

  张锋博士是CRISPR/Cas9技术的先驱之一。他是麻省理工学院脑与认知科学助理教授、McGovern 脑研究所和Broad研究所核心成员。去年七月,张锋荣获了美国生物医学大奖:瓦利基金青年研究家奖(Vallee Foundation Young Investigator Award),奖金25万美元。其研究组研究方向为设计新的分子工具来操控活体大脑。

  在活动物体内操纵神经元的基因组,能为哺乳动物大脑的基因功能研究提供极大的便利。酿脓链球菌的Cas9(SpCas9)能够在复制中的真核细胞中编辑一个或多个基因,通过诱导移码插入/缺失(indel)突变来去除相应的蛋白。

  研究人员通过腺相关病毒(AAV)载体递送SpCas9和引导RNA,在成年小鼠的大脑中分别靶标了单基因(Mecp2)和多基因(Dnmt1、Dnmt3a和Dnmt3b)。随后他们进行了生化、遗传学、电生理学和行为学实验,阐明了上述基因组修饰在神经元中起到的效果。

  这项研究向人们展示,AAV介导的SpCas9基因组编辑能够帮助人们在大脑中进行基因功能的反向遗传学研究。

  前不久张锋博士等人对CRISPR体系进行了改良,在七月三十日的Nature Methods杂志上展示了升级版的CRISPR敲除技术。为了改进病毒包装和引导序列,研究人员构建了一个能生成高滴度病毒的新载体(lentiCRISPRv2)。研究显示,新载体的功能性病毒滴度比lentiCRISPRv1差不多提高了十倍。他们为了进一步提高病毒滴度,还开发了一个双载体系统,通过不同的病毒载体分别递送Cas9 (lentiCas9-Blast)和sgRNA (lentiGuide-Puro)。

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