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常兴团队Nature Methods发布CRISPR新工具

首页 » 研究 2016-10-12 生物通 赞(5)
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导读
中科院上海生命科学院/上海交大医学院健康科学研究所的研究团队十月十日在Nature Methods杂志上发表了一项重要研究成果。他们将活化诱导胞嘧啶核苷脱氨酶(AID)与CRISPR-dCas9融合起来,打造了有效的遗传多样化工具,以便对功能性变异进行高通量筛选。
  人们已经发现了大量与人类疾病有关的单核苷酸变异,其中许多是功能获得性突变,会导致蛋白质的氨基酸置换或者形成转录因子的新结合位点。然而现有筛选方法(包括CRISPR、CRISPRi和RNAi)只能破坏一个基因或者改变其表达水平,难以引入一系列功能获得性突变进行高通量筛选,亟需能有效作用于哺乳动物细胞的遗传多样化工具。
  中科院上海生命科学院/上海交大医学院健康科学研究所的研究团队十月十日在Nature Methods杂志上发表了一项重要研究成果。他们将活化诱导胞嘧啶核苷脱氨酶(AID)与CRISPR-dCas9融合起来,打造了有效的遗传多样化工具,以便对功能性变异进行高通量筛选。这篇文章的通讯作者是健康科学研究所的常兴(Xing Chang)研究员。
  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系统制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,很快便受到了研究者们的广泛欢迎。
  丧失核酸酶活性的dCas9依然可以到达目的地,只是无法进行剪切。研究显示,dCas9-AIDx会在sgRNA的引导下把胞嘧啶或鸟嘌呤直接变成其它碱基,在指定位点形成一系列变异。与尿嘧啶DNA糖基化酶抑制剂联合使用,dCas9-AIDx能将胞嘧啶特异性转化为胸腺嘧啶,制造特定点突变。
  研究人员在慢性粒细胞白血病细胞中用dCas9-AIDx靶标BCR-ABL,有效鉴定了赋予细胞伊马替尼抗性的已知突变和新突变。研究表明,dCas9-AIDx是一种相当实用的遗传学工具,可以在单碱基水平上筛选功能获得性变异。
  上个月Nature Methods杂志同时发表了两篇精彩的CRISPR研究论文。其中,深圳大学第一附属医院深圳市第二人民医院开发的CRISPR“信号传导器”特别引人注目。深圳大学的研究人员给sgRNA带上能识别特定信号的改良版核糖开关,构建了基于CRISPR–Cas9的“信号传导器”。这种“信号传导器”可以根据外界或内部信号调控内源基因的转录,实现对细胞信号通路和复杂分子网络的定向控制。
  PRKAG2心脏综合征是由PRKAG2基因突变造成的常染色体显性遗传疾病。武汉大学、中科院和复旦大学的研究人员建立了PRKAG2心脏综合征小鼠模型,并通过CRISPR/Cas9基因组编辑成功校正了小鼠的PRKAG2突变。这项研究于八月三十日发表在Cell Research杂志上。
  内切酶经过改造可以成为强大的DNA编辑工具,比如ZFN、TALEN、风头正劲的CRISPR–Cas系统和充满争议的NgAgo技术。不过这些技术都是通过序列识别来实现靶向切割的,会受到序列偏好的限制。南京大学的研究团队九月十五日在Genome Biology杂志上发表了一项突破性成果。他们开发了结构引导的DNA编辑新技术,不再受到靶序列的限制。
  作者简介:
  常兴 免疫博士,研究员,博士生导师 淋巴细胞分化及免疫耐受研究组长
  学习经历:1997-2001 北京大学生物生命科学学院,生物学士;2001-2006 美国俄亥俄州立大学,病理系,免疫学博士。工作经历:2007 美国耶鲁大学免疫学系博士后(Postdoctoral Research Associate);2012 中国科学院上海生命科学院/上海交通大学医学院健康科学研究所组长。荣誊:2008 美国Gershon/Trudeau Immunology,博士后奖;2011:中组部“青年千人计划”(转化医学网360zhyx.com)
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