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最新Nature,Nature子刊宣布CRISPR两项突破性成果

标签:最新,宣布,两项,突破,突破性,成果  2019-1-27 11:41:46  预览

  

生物转达道:作为生命的基本遗传物质,DNA的精准编辑和快速检测一向以来备受关注。近年来,CRISPR/Cas9系统的发现和开发带来了很多新盼望。最新Nature和Nature Communications杂志宣布了两项紧张成果:“Super-Mendelian inheritance mediated by CRISPR–Cas9 in the female mouse germline”,“Engineering of CRISPR-Cas12b for human genome”,分别报道了首次哺乳动物CRISPR-Cas9基因驱动,以及第三种CRISPR-Cas系统。

第一篇文章中,加州大学圣地亚哥分校的研究人员探索了CRISPR-Cas9编辑技术是否能够在哺乳动物中成功实施基因驱动,效果证实CRISPR-Cas9能改变雌性小鼠生殖系,驱动白色毛皮和红色荧光蛋白的表达。

这一研究成果宣布在Nature杂志上。由加州大学圣地亚哥分校的进化发育生物学家Kimberly Cooper向导完成。

一位未参与该研究的科学家认为,“这是第一篇描述哺乳动物中基因驱动的紧张成果。”

基因驱动(gene drive)能将外源基因快速引入动物群体,并由此消弭相关疾病奥林巴斯显微镜,或者对害虫和入侵物种进行控制。这种方法确保子女优先继续一个怙恃的特定等位基因,因此即使它对物种滋生或者存活有害,这种突变也可以快速传播。

Cooper透露表现,她的团队最开始是盼望能复制其它物种的遗传改变,以便了解这些遗传改变的作用是什么,但是行使传统的小鼠遗传学进行转基因操作,得到每个转基因两个纯合等位基因,很困难。

为此Cooper求助于两位加州大学圣地亚哥分校的同事:Ethan Bier和Valentino Gantz。他们曾在2015年报道了果蝇的基因驱动。

在最新的研究中,Cooper等人聚焦于Tyrosinase(酪氨酸酶)基因,这种基因能决定外相的颜色,方便研究人员了解基因驱动是否发生了。他们行使包含导向RNA的基因驱动插入到酪氨酸酶基因上,将一种红色荧光蛋白的基因插入到酪氨酸酶的第四个外显子中。

同时也将转基因导入到精子,卵细胞奥林巴斯显微镜和胚胎发育过程中不同时间和不同地点激活cas9的基因群,如许研究人员培育出的动物,看看它们发生了什么转变,假如长出来的动物是白色毛皮的,那么就注解Cas9剔除了酪氨酸酶基因;假如动物能发红光,那就注解切割的酪氨酸酶已经用其工程基因的拷贝进行了修复。

Cooper等人已经将这项技术应用于肢体发育和进化的三趾跳鼠的研究皮带流水线,“这为为生物医学研究和药物设计制作了实验小鼠”,也回答了关于进化的其他题目。

总体来说,这项研究正确了雌性小鼠Cas9生成的时间,分析了更高的服从是否能决雄性小鼠缺乏同源定向修复的题目。“这是第一次证实可行,但还不是很完善,因此还有待改进,“Cooper说。


另外一项研究中,张锋等人开发了第三种基因编辑工具CRISPR-Cas12b。我们知道CRISPR-Cas9系统有许多类,其中第2类系统包括基于cas9、cas12和cas13效应蛋白的II、V和VI型,之前研究发现Cas12包含一个单一的Ruvc核酸酶结构域武汉网络公司,该结构域切割PAM序列附近的dsDNA,非特异性地切割SSDNA,可以分成V-A亚型( cas12a )和V-B亚型( cas12b )。

最新研究构建了酶活最高的突变体BhCas12b v4(K846R/S893R/E837G),它有以下几个好处:
(1)酶活与SpCas9、AsCas12a相称,但特异性比更SpCas9更高,其安全性更适合于临床应用;
(2)在基因组里PAM数量与AsCas12a相称,扩大了基因组的靶向范围;
(3)蛋白更小(BhCas12b:1108个氨基酸、SpCas9:1369个氨基酸、AsCas12a:1353个氨基酸),尤其适合用于腺相关病奥林巴斯显微镜毒AAV介导的基因治疗。

因此,该系统具有极大的应用前景新疆人事考试中心网,有望开发出新一代安全高效的基因编辑工具。

研究团队信赖,在继Cas9和Cas12a之后,改造的Cas12b将以其分子量小和靶向特异性高的两大特点,成为又一款在体编辑人类基因组的有力工具。并且,这一明显提拔Cas12b服从的改造工程也为解锁更多CRISPR工具提供了富有启发的引导。

(生物通)

原文题目:

Super-Mendelian inheritance mediated by CRISPR–Cas9 in the female mouse germline

Engineering of CRISPR-Cas12b for human genome