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吉林大学:可逃避CRISPR/Cas9抑制的病毒

2016.8.16

  细菌一直在与病毒或入侵核酸进行斗争,为此它们演化出了多种防御机制,CRISPR-Cas9适应性免疫系统就是其中之一。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系统发展成了强大的基因组编辑工具。该系统使用简单而且扩展性强,很快便成为了生物学领域的香饽饽。

  当前CRISPR/Cas9已被成功改造成基因组定点编辑工具。因此,如何利用CRISPR/Cas9系统对病毒基因进行高效靶向修饰,从而达到治疗病毒感染病患的目的,成为了国内外许多实验室的研究热点。

  今年5月份,Temple大学的研究人员首次使用CRISPR-Cas9基因编辑技术,成功从活体动物基因组中切除了HIV-1 DNA。这一突破性研究发表在Gene Therapy杂志上,是通过基因编辑治疗HIV的关键一步。相关阅读:CRISPR突破性成果:首次在活体动物中除掉HIV。

  6月30日在《PLOS Pathogens》发表的一项研究表明,用CRISPR / Cas9基因组编辑技术攻击疱疹病毒DNA,可以抑制病毒复制,并且在某些情况下可消除病毒。相关阅读:用CRISPR对抗疱疹病毒感染。

  但是,也有研究发现,HIV可以逃避CRISPR/Cas9的治疗。根据发表在4月7日《Cell Reports》杂志上的一项研究,在将CRISPR/Cas9用作有效的抗病毒药物之前,或许还需要对这一基因编辑平台进行稍微的调整。利用CRISPR/Cas9突变细胞DNA内HIV-1的研究人员发现,尽管单突变可以抑制病毒复制,一些也可以导致意外的抵抗。相关阅读:华人学者惊人发现:HIV可以逃避CRISPR/Cas9治疗。

  近期,来自吉林大学动物科学学院的研究人员在《Virus Research》发表题为“Pseudorabies virus can escape from CRISPR-Cas9-mediated inhibition”的研究成果。这项研究发现,伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus)可以逃避CRISPR-Cas9介导的抑制作用。这项研究的通讯作者是吉林大学动物科学学院的讲师任林柱,欧阳红生教授也是本文共同作者。

  CRISPR-Cas9系统是一种新开发的基因组工程工具,用于通过靶定病毒基因组DNA的保守区域而抑制病毒感染。在这项研究中,该研究小组构建了一个稳定表达Cas9内切酶的细胞系,以及靶定保守的伪狂犬病毒(PRV)UL30基因的sgRNA。在PRV感染期间,CRISPR-Cas9系统可有效地切割每个细胞传代中的UL30基因。

  然而,删除和插入发生在低传代细胞系中,而替换经常观察到在高传代细胞系中。此外,PRV的拷贝数和病毒滴度,以一种传代依赖性的方式显著增加,从而表明,与低传代细胞系相比,病毒基因组的复制和装配在高传代细胞系中更为有效。这些结果表明,PRV可能逃避CRISPR-Cas9介导的抑制。因此,CRISPR-Cas9系统是否适用于抗病毒药物的应用,应该进行考虑和仔细验证。

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