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2017年11月30日//---基因組編輯技術(shù)CRISPR/Cas9被《科學(xué)》雜志列為2013年年度科技進(jìn)展之一，受到人們的高度重視。CRISPR是規(guī)律間隔性成簇短回文重復(fù)序列的簡稱，Cas是CRISPR相關(guān)蛋白的簡稱。CRISPR/Caszui初是在細(xì)菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，是細(xì)菌用來識別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防御系統(tǒng)。
即將過去的11月份，有哪些重大的CRISPR/Cas研究或發(fā)現(xiàn)呢？小編梳理了一下這個月生物谷報道的CRISPR/Cas研究方面的新聞，供大家閱讀。
1.Nat Commun：新方法使得CRISPR基因編輯準(zhǔn)確性高達(dá)98%
doi:10.1038/s41467-017-01875-9
如今，在一項新的研究中，美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校生物醫(yī)學(xué)工程教授Krishanu Saha領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團(tuán)隊開發(fā)出一種能夠讓這種修復(fù)不那么容易地出錯的新方法。相關(guān)研究結(jié)果于2017年11月23日在線發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“Assembly of CRISPR ribonucleoproteins with biotinylated oligonucleotides via an RNA aptamer for precise gene editing”。
與標(biāo)準(zhǔn)的CRISPR技術(shù)相比，這種新方法將按照所希望的那樣地重寫DNA序列的概率提高了10倍。這些研究人員利用一種被稱作RNA適配子（RNA aptamer）的分子膠組裝一種完整的CRISPR修復(fù)工具包并將這種工具包運(yùn)送DNA切割位點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)這種更高的修復(fù)度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，新方法還有其他的幾項優(yōu)勢。首先，這種工具包僅含有非病毒試劑，這就簡化了生產(chǎn)過程，并降低了在未來開展遺傳手術(shù)臨床應(yīng)用時存在的安全性問題。其次，將一種RNA適配子添加到這種工具包中要比修飾Cas9蛋白更加容易，而且提供更大的靈活性。通過添加熒光標(biāo)記，這允許研究人員很容易地在一個細(xì)胞群體中鑒定出所有經(jīng)過編輯的DNA序列。通過尋找這些熒光標(biāo)簽，他們能夠?qū)崿F(xiàn)98%的準(zhǔn)確率。
2.Nature：利用CRISPR-Cas9鑒定出AML白血病的新藥物靶標(biāo)---METTL3
doi:10.1038/nature24678
為了鑒定出治療急性骨髓性白血?。ˋML）的潛在新方法，來自英國韋爾科姆基金會桑格研究所、劍橋大學(xué)格登研究所等研究機(jī)構(gòu)的研究人員在一項新的研究中，利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)篩選AML細(xì)胞的弱點(diǎn)。他們構(gòu)建出攜帶著在人AML細(xì)胞中可能需要加以靶向的基因發(fā)生突變的小鼠白血病細(xì)胞，并且系統(tǒng)性地測試每個基因，以便發(fā)現(xiàn)哪些基因是AML細(xì)胞存活所必需的。
這些研究人員zui終篩選到46個潛在的候選基因，它們中的多數(shù)產(chǎn)生能夠修飾RNA的蛋白。在這些基因當(dāng)中，METTL3是具有zui強(qiáng)影響的基因之一。他們發(fā)現(xiàn)盡管METTL3是AML細(xì)胞存活所必需的，但是它并不是健康的血細(xì)胞所必需的，這就使得它成為一種不錯的潛在藥物靶標(biāo)。相關(guān)研究結(jié)構(gòu)于2017年11月27日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Promoter-bound METTL3 maintains myeloid leukaemia by m6A-dependent translation control”。
3.Nat Commun：利用CRISPR-Cas9繪制DNA突變
doi:10.1038/s41467-017-01891-9
圖片來自Nature Communications, doi:10.1038/s41467-017-01891-9。
在一項新的研究中，來自美國弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的Jason Reed博士和同事們開發(fā)出一種新的納米繪圖（nanomapping）技術(shù)，這可能引發(fā)致病性基因突變診斷和發(fā)現(xiàn)方法變革。這種新技術(shù)將高速原子力顯微鏡（AFM）與一種基于CRISPR的化學(xué)條形碼技術(shù)結(jié)合起來，幾乎與DNA測序那樣準(zhǔn)確地繪制DNA圖譜，同時更快地處理大片段的基因組。更重要的是，這種技術(shù)能夠由在普通的DNA播放器中發(fā)現(xiàn)的部件供電。相關(guān)研究結(jié)果于2017年11月21日在線發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“DNA nanomapping using CRISPR-Cas9 as a programmable nanoparticle”。
為了證實(shí)這種技術(shù)的有效性，這些研究人員繪制出淋巴瘤患者的淋巴結(jié)活組織樣品中存在的基因易位。這些基因易位在淋巴瘤等血癌中特別普遍，但是也存在于其他的癌癥中。
4.Science：重大突破！利用細(xì)菌CRISPR/Cas系統(tǒng)構(gòu)建出世界上zui小的磁帶錄音機(jī)
doi:10.1126/science.aao0958
在一項新的研究中，來自美國哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員通過一些巧妙的分子技術(shù)，將一種天然的細(xì)菌免疫系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一種微型數(shù)據(jù)記錄器，從而為開發(fā)將細(xì)菌細(xì)胞用于疾病診斷和環(huán)境監(jiān)測等用途的新技術(shù)奠定基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果于2017年11月23日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Multiplex recording of cellular events over time on CRISPR biological tape”。
這些研究人員對人體腸道中普遍存在的大腸桿菌的一種普通的實(shí)驗(yàn)室菌株進(jìn)行基因修飾，使得它們不僅記錄與它們與環(huán)境之間的相互作用，而且還記錄這些事件發(fā)生的時間。
論文通信作者、哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心病理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)系助理教授Harris Wang說，“這些被病人吞下的細(xì)菌可能能夠記錄它們在整個消化道中經(jīng)歷的變化，從而對之前無法觀察到的現(xiàn)象產(chǎn)生的認(rèn)識。”其他的應(yīng)用可能包括環(huán)境監(jiān)測，生態(tài)學(xué)和微生物學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究。
Wang和他的同事們利用很多細(xì)菌物種中存在的一種免疫系統(tǒng)---CRISPR-Cas---來構(gòu)建這種微型數(shù)據(jù)記錄器。CRISPR-Cas系統(tǒng)復(fù)制來自入侵病毒的DNA片段，因此隨后的細(xì)菌后代能夠更加有效地抵抗這些病原體。結(jié)果就是細(xì)菌基因組中的CRISPR位點(diǎn)按時間順序記錄著在病毒感染中存活下來的細(xì)菌和它的祖先遭遇到的病毒感染。當(dāng)這些相同的病毒試圖再次感染時，這種CRISPR-Cas系統(tǒng)能夠識別和消除它們。
5.Blood：利用CRISPR/Cas9替換T細(xì)胞受體產(chǎn)生優(yōu)異的抗癌T細(xì)胞
doi:10.1182/blood-2017-05-787598
在一項新的研究中，來自英國卡迪夫大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)一種方法來提高免疫系統(tǒng)中的T細(xì)胞破壞癌癥的能力，從而為抵抗一系列癌癥提供新的希望。相關(guān)研究結(jié)果于2017年11月9日在線發(fā)表在Blood期刊上，論文標(biāo)題為“CRISPR-mediated TCR replacement generates superior anticancer transgenic T-cells”。論文通信作者為卡迪夫大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Andrew Sewell教授，論文*作者為Sewell實(shí)驗(yàn)室的Mateusz Legut博士。
利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)，這些研究人員對殺傷性T細(xì)胞（killer T-cells）進(jìn)行進(jìn)一步基因改造：移除它們的非癌癥特異性受體，并將這些受體替換為那些能夠識別和摧毀特定癌細(xì)胞的受體。
這些研究人員相信隨著時間的推移，基因編輯技術(shù)的新改進(jìn)將會*改變癌癥免疫療法，*地提高它們的療效，并讓它們適用于更廣泛的不同類型的疾病患者群體。
6.Science：CRISPR戰(zhàn)爭突顯授予保護(hù)范圍廣泛的權(quán)問題
doi:10.1126/science.aao2468
圖片來自Thomas Splettstoesser (Wikipedia, CC BY-SA 4.0)。
美國杜克大學(xué)法學(xué)教授Arti Rai和亞利桑那州立大學(xué)生物技術(shù)教授Robert Cook-Deegan在一篇知識產(chǎn)權(quán)政策論壇論文中談及了基因編輯戰(zhàn)爭。他們提出在一些產(chǎn)權(quán)糾紛中，相比于發(fā)明的人，法院應(yīng)當(dāng)有更多的考慮。以CRISPR-Cas9等技術(shù)為例，他們聲稱應(yīng)當(dāng)將一些想法（和權(quán)利）賦予給作為與這種技術(shù)相關(guān)的未來研究工作的受益者的公眾。相關(guān)論文發(fā)表在2017年11月17日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Racing for academic glory and patents: Lessons from CRISPR”。
CRISPR-Cas9是一種前沿的基因編輯技術(shù)。鑒于很多研究人員正在利用它開展基因編輯研究，它一直在新聞報道中出現(xiàn)。但是它得到廣泛報道的另一個原因是兩方正在聲稱他們發(fā)明了它。這兩方是美國加州大學(xué)和布羅德研究所。據(jù)稱，因許可權(quán)的存在，權(quán)將為這場戰(zhàn)爭的zui終贏家?guī)泶罅康氖杖搿?br />
正如Rai和Cook-Degan所指出的那樣，由于1980年拜杜法案（Bayh-Dole Act）的通過，諸如此類的戰(zhàn)爭已經(jīng)進(jìn)行了幾十年。拜杜法案允許實(shí)體獲得聯(lián)邦資助的研究工作成果的。在這場CRISPR戰(zhàn)爭中，雙方都獲得美國國家衛(wèi)生研究所（NIH）的資助，并且都申請了，但是申請的時機(jī)是不明朗的。但是也正如這兩名作者所指出的那樣，在法律糾紛中不應(yīng)該丟失或忽視的是公眾的權(quán)利。如果一方在這場戰(zhàn)爭中獲勝，那么應(yīng)設(shè)法控制誰能夠使用這種基因編輯技術(shù)和以何種方式使用。在將這種*所有權(quán)授予給一個實(shí)體的情形下，法院可能以一種有害的方式阻礙基因研究。如果一組研究人員在消除一種遺傳病中正在取得進(jìn)展但因不能夠獲得許可而進(jìn)展緩慢，該如何處理？無辜的人可能因?yàn)榉ㄔ旱牟脹Q而受到損害。這兩名作者提出解決方法就是在這些情形下，讓法院不再授予保護(hù)范圍廣泛的權(quán)，而是授予保護(hù)范圍狹窄的權(quán)，這就讓權(quán)持有者享有一些權(quán)利，但不是全部權(quán)利，從而為前沿技術(shù)創(chuàng)造一種更加開放的體系。
7.PNAS：“基因剪刀”改造出三眼蚊子
doi:10.1073/pnas.1711538114
據(jù)美國加州大學(xué)河濱分校近日消息，該?？茖W(xué)家利用“基因剪刀”工具，培育出了多個特征發(fā)生改變的埃及伊蚊，這些黃色蚊子擁有三只眼睛、翅膀發(fā)育畸形。他們希望這些由基因編輯工具改造出的蚊子，能幫助預(yù)防和控制蚊媒傳播疾病。研究發(fā)表在一期的美國《國家科學(xué)院院刊》上。
現(xiàn)在，研究人員對埃及伊蚊進(jìn)行了基因改造，使其生殖細(xì)胞系能穩(wěn)定地表達(dá)Cas9酶，這種酶在目前流行的基因編輯工具“CRISPR／Cas9”中發(fā)揮了關(guān)鍵的“剪刀”作用。之后，研究人員使用CRISPR技術(shù)，對伊蚊的DNA（脫氧核糖核酸）進(jìn)行了有針對性的編輯。
研究人員對蚊子體內(nèi)與表皮、翅膀和眼睛發(fā)育有關(guān)的基因進(jìn)行干預(yù)或破壞，zui終培育出了黃色的、擁有三只眼睛、翅膀畸形的蚊子。比如，基因編輯工具對與表皮色素有關(guān)的基因進(jìn)行干預(yù)后，蚊子從黑色變成了黃色；與眼部色素相關(guān)的基因被破壞后，蚊子眼睛的顏色也從黑色變成了白色。
8.Nat Biotechnol：重磅！科學(xué)家開發(fā)出能攜帶CRISPR系統(tǒng)的新型納米顆粒 可實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞基因組的編輯
doi:10.1038/nbt.4005
圖片來源：MIT。
近日，刊登在雜志Nature Biotechnology上的一篇研究報告中，來自MIT的科學(xué)家開發(fā)出了一種新型納米顆粒，這種納米顆粒能夠運(yùn)輸CRISPR基因編輯系統(tǒng)，并對小鼠機(jī)體的基因進(jìn)行特異性修飾；因此研究人員就能夠利用納米顆粒來攜帶CRISPR組分，從而就消除了使用病毒的需要。
利用這種新型的運(yùn)輸技術(shù)，研究者就能對大約80%的肝臟細(xì)胞進(jìn)行特定基因的切割，這或許就能達(dá)到目前在成體動物中應(yīng)用CRISPR技術(shù)的*成功率。 研究者Daniel Anderson教授說道，讓我們非常激動的是，我們制造了這種特殊的納米顆粒，其能被用來*特異性地編輯成年動物機(jī)體肝細(xì)胞中的DNA；本文研究中，研究者所研究的一種名為Pcsk9的基因能調(diào)節(jié)機(jī)體膽固醇的水平，而人類機(jī)體中該基因的突變或許和一種名為家族性高膽固醇血癥的罕見疾病有關(guān)，目前FDA批準(zhǔn)的兩種抗體藥物能夠抑制Pcsk9基因的表達(dá)，然而這些抗體藥物需要在患者后半生中定期服用，而新型的納米技術(shù)或能*性地對該基因進(jìn)行編輯，同時就為治療這種罕見疾病提供了新的治療思路。
9.Nat Commun：基因編輯CRISPR-Cas9研究獲新成果
doi:10.1038/s41467-017-01496-2
復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、遺傳工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃強(qiáng)課題組與盧大儒課題組合作的關(guān)于基因編輯系統(tǒng)CRISPR-Cas9的研究成果在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》(Nature Communications)。該成果用冷凍電鏡單顆粒三維重構(gòu)方法解析了CRISPR-Cas9的DNA剪切活性結(jié)構(gòu)，在CRISPR-Cas9的DNA剪切機(jī)理研究方面取得了重要進(jìn)展。
過去幾年，眾研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)解析了多個“Cas9-sgRNA-DNA靶鏈”的三元復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)。然而，這些復(fù)合物結(jié)構(gòu)并沒有*揭示出真正的DNA剪切活性構(gòu)象，人們對CRISPR-Cas9如何通過HNH與RuvC核酸酶域切割DNA單鏈的分子機(jī)制還很不明確。因此，獲得CRISPR-Cas9的剪切活性結(jié)構(gòu)成為了揭示該系統(tǒng)DNA剪切機(jī)理的關(guān)鍵。
針對上述研究問題，黃強(qiáng)與盧大儒研究團(tuán)隊早在2014年就考慮采用冷凍電鏡方法來解決。他們首先構(gòu)建了釀膿鏈球菌Cas9酶 (SpCas9)、sgRNA和DNA的三元復(fù)合物，然后用冷凍電鏡單顆粒三維重構(gòu)方法解析該復(fù)合物的溶液結(jié)構(gòu)，獲得了一個5.2埃分辨率的冷凍電鏡結(jié)構(gòu) 。
復(fù)合物結(jié)構(gòu)的原子模型顯示，在已解析的所有結(jié)構(gòu)中，該復(fù)合物的HNH酶活性中心zui接近DNA鏈的切割位點(diǎn)；分子動力學(xué)模擬及點(diǎn)突變實(shí)驗(yàn)表明，該復(fù)合物的HNH和RuvC核酸酶活性中心的催化氨基酸可以與DNA解旋單鏈形成切割反應(yīng)所需構(gòu)象。因此，研究獲得的復(fù)合物結(jié)構(gòu)是CRISPR-Cas9的DNA剪切激活構(gòu)象，為全面揭示剪切機(jī)理提供了關(guān)鍵的活性結(jié)構(gòu)信息，并為應(yīng)用蛋白質(zhì)工程技術(shù)優(yōu)化該系統(tǒng)、降低其脫靶效應(yīng)提供了重要的結(jié)構(gòu)生物化學(xué)基礎(chǔ)。目前，研究團(tuán)隊正在所得結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下，應(yīng)用蛋白質(zhì)設(shè)計方法對CRISPR-Cas9系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以開發(fā)脫靶效應(yīng)低、編輯效率高的新型基因編輯系統(tǒng)。
10.Nat Genet：新方法可校正CRISPR篩選的癌癥基因依賴性數(shù)據(jù)中的假陽性
doi:10.1038/ng.3984
在一項新的研究中，布羅德癌癥依賴性圖譜（Broad Cancer Dependency Map）團(tuán)隊將來自342種癌細(xì)胞系的基于CRISPR的數(shù)據(jù)添加到他們不斷增加的癌癥基因依賴性目錄中，并且提供一種新的方法來確保這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。相關(guān)研究結(jié)果于2017年10月30日在線發(fā)表在Nature Genetics期刊上，論文標(biāo)題為“Computational correction of copy number effect improves specificity of CRISPR–Cas9 essentiality screens in cancer cells”。
為了限制這些假陽性結(jié)果，布羅德癌癥依賴性圖譜計劃---一個將來自布羅德癌癥項目的阿喀琉斯計劃團(tuán)隊和癌癥數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊、布羅德研究所基因擾動平臺和其他的布羅德研究所團(tuán)隊的研究人員召集在一起的聯(lián)合計劃---開發(fā)出一種被稱作CERES的計算方法，該方法可對匯集的CRISPR篩選數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝數(shù)效應(yīng)校正，并且針對癌細(xì)胞的基因依賴性提供給一種無偏見的看法。
正如布羅德癌癥依賴性圖譜團(tuán)隊在這項研究中報道的那樣，他們利用CERES對來自342種癌細(xì)胞系的全基因組CRISPR-Cas9篩選數(shù)據(jù)（迄今為止產(chǎn)生的zui大CRISPR敲除數(shù)據(jù)集）進(jìn)行校準(zhǔn)，這些癌細(xì)胞系是由布羅德-諾華癌細(xì)胞系百科全書（Broad-Novartis Cancer Cell Line Encyclopedia, CCLE）進(jìn)行管理的。這種方法極大地降低這些數(shù)據(jù)中的假陽性結(jié)果，準(zhǔn)確地找到了已知的基因依賴性（如KRAS基因突變），并且允許新的基因依賴性浮現(xiàn)出來。
11.PNAS：中科院科學(xué)家培育出基因編輯瘦肉豬
doi:10.1073/pnas.1707853114
中國科學(xué)家23日宣布，他們利用基因編輯方法培育出一批健康的瘦肉豬，比正常豬脂肪少24%。這項工作由中國科學(xué)院動物研究所趙建國領(lǐng)導(dǎo)完成，論文發(fā)表在新一期美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。一些專家認(rèn)為，這是一個重要進(jìn)展。但也有人懷疑民眾對基因編輯瘦肉豬的接受程度。
趙建國研究團(tuán)隊通過新一代基因編輯工具CRISPR，向豬細(xì)胞內(nèi)插入一種叫解偶聯(lián)蛋白1（UCP1）的基因，減少脂肪沉積，增加瘦肉率，zui終培育出的豬比正常豬脂肪少24%。
他們通過基因編輯工具將UCP1基因定點(diǎn)整合到豬胎兒的成纖維細(xì)胞的基因組中，培育出2500多個克隆豬胚胎，然后將這些胚胎注入13只代孕母豬體內(nèi)，其中3只母豬懷孕并產(chǎn)下12只雄性仔豬。與野生型豬相比，這些仔豬體溫調(diào)節(jié)能力顯著增強(qiáng)，但脂肪率和膘厚度顯著降低，瘦肉率顯著提高。分析表明，UCP1基因主要通過促進(jìn)脂肪水解來減少脂肪沉積，降低脂肪率。
12.Genome Biol：上海生科院完整敲除研究獲進(jìn)展,可選擇性消除單條染色體
doi:10.1186/s13059-017-1354-4
11月25日，《基因組生物學(xué)》發(fā)表了題為《CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)敲除目標(biāo)染色體》的研究論文，該研究由中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)創(chuàng)新中心、神經(jīng)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊輝研究組與北京大學(xué)胡家志實(shí)驗(yàn)室合作完成。該研究介紹了CRISPR/Cas9技術(shù)的新型應(yīng)用，即在細(xì)胞、胚胎或體內(nèi)組織中，針對目標(biāo)染色體進(jìn)行多個DNA剪切，可以選擇性消除單條染色體。CRISPR/Cas9介導(dǎo)的目標(biāo)染色體消除為動物模型的建立以及非整倍體疾病的治療提供了新的策略與方法。
II型細(xì)菌的CRISPR/Cas9系統(tǒng)由Cas9 核酸酶和單鏈引導(dǎo)RNA（sgRNA）組成，已經(jīng)被改造成一個的基因編輯工具，能顯著地提高編輯基因組的能力。sgRNA引導(dǎo)Cas9到達(dá)特定的基因組區(qū)域，剪切形成雙鏈DNA缺口，該缺口可以通過兩種方法修復(fù)——非同源染色體末端連接修復(fù)或同源重組修復(fù)。CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)基因突變、重組和染色體片段敲除的細(xì)胞或動物。而研究者提出CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)是否可以用于整條染色體的消除，進(jìn)而對建立染色體缺失的動物模型以及非整倍體疾病的治療提供新的途徑。
為了驗(yàn)證這個想法，研究人員首先證明應(yīng)用CRISPR/Cas9介導(dǎo)的針對Y染色體的多位點(diǎn)DNA切割可以有效地將小鼠胚胎干細(xì)胞的Y染色消除。這種多位點(diǎn)剪切可通過單個sgRNA靶向結(jié)合多個特異的染色體位點(diǎn)，或者通過14個sgRNA分別結(jié)合各自的特異位點(diǎn)來達(dá)到。此外，他們還發(fā)現(xiàn)小鼠X染色體，人的7號和14號染色體都可以通過這種方法消除。更為重要的是，唐氏綜合癥病人的iPS細(xì)胞中的21號染色體也可以通過這種方法特異性消除。因此，該研究*次證實(shí)了性染色體和常染色體可以通過基因編輯特異性消除。
13.Genome Res：世界*！科學(xué)家培育出帶有基因剪刀的工具豬
doi:10.1101/gr.222521.117
11月16日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院賴良學(xué)課題組的研究成果“Cre-dependent Cas9-expressing pigs enable efficient in vivo genome editing”在線發(fā)表在Genome Research（《基因組研究》）上。該研究構(gòu)建了新型條件性表達(dá)Cas9基因工具豬模型，利用此模型，實(shí)現(xiàn)了直接對成體大動物進(jìn)行體內(nèi)基因編輯，并建立了大動物原發(fā)性肺癌模型。
研究人員利用基因打靶技術(shù)，成功地將能夠剪開基因的Cas9蛋白基因插入到豬基因組的一個特定的位點(diǎn)（ROSA26），相當(dāng)于在豬體內(nèi)加入了一把基因剪刀，并且在Cas9基因附近加上了能與Cre重組酶結(jié)合的loxp位點(diǎn)，后者相當(dāng)于一個開關(guān)，能對其剪切功能的開啟加以控制。研究人員利用此工具模型，不需要依賴受精卵注射或體細(xì)胞核移植技術(shù)，在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)入能識別特定基因的gRNA和重組酶，就可直接對豬的基因組進(jìn)行編輯，從而快速獲得相應(yīng)基因編輯豬模型。
研究人員將包裝的含有Cre重組酶和靶向六種腫瘤相關(guān)基因的gRNAs慢病毒通過滴鼻方式，感染工具豬的肺臟，在豬肺細(xì)胞的基因組發(fā)生癌化突變。三個月后，豬出現(xiàn)了典型的肺癌癥狀和病理變化，從而成功地建立了原發(fā)性肺腫瘤大動物模型。
14.FEBS J：艾滋病新突破，CRISPR基因編輯技術(shù)再立一大功艾滋病新突破，CRISPR基因編輯技術(shù)再立一大功
doi:10.1111/febs.14293
在對抗艾滋病的道路上，*的科學(xué)家們一直在努力著，這些年來，對抗艾滋病的療法也取得了很大的進(jìn)展。艾滋病之所以可怕是因?yàn)榘滩《緯ㄟ^摧毀人類的免疫系統(tǒng)而傷害感染者的身體，感染艾滋病毒的患者基本上都不是因?yàn)榘滩《径?，而是由于殘缺的免疫系統(tǒng)使他們變得“遍體鱗傷”。據(jù)研究，艾滋病毒會感染大腦中的某些細(xì)胞，這些細(xì)胞是小膠質(zhì)細(xì)胞，同時，被感染的小膠質(zhì)細(xì)胞釋放有毒和炎性分子，削弱或殺死周圍的神經(jīng)元，引起神經(jīng)認(rèn)知障礙的問題。
長久以來，研究人員一直在尋找方法，了解艾滋病毒引起的神經(jīng)認(rèn)知障礙，然而，始終沒有大的進(jìn)展，研究人員對于艾滋病病毒和小膠質(zhì)細(xì)胞作用的了解非常有限。然而，發(fā)表的一項研究提供了新的見解，在新的研究中，科學(xué)人員使用CRISPR / Cas9基因編輯技術(shù)，開發(fā)了一種新型的艾滋病毒感染小膠質(zhì)細(xì)胞模型。
研究人員在報告中表示：“在此次研究中，我們運(yùn)用CRISPR / Cas9基因編輯技術(shù)所設(shè)計的新模型，有助于我們了解由艾滋病毒引起的神經(jīng)認(rèn)知障礙，這一發(fā)現(xiàn)將會帶來治療艾滋病的新策略。”（生物谷 Bioon.com）
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