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在小鼠細胞中利用CRISPR-Cas9技術(shù)高效進(jìn)行基因組編輯

2016-11-03 來(lái)源:生物谷  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:通過(guò)與VanTrungChu博士合作,來(lái)自Rajewsky教授領(lǐng)導的這個(gè)團隊的博士生RobinGraf在小鼠的B細胞中測試了這個(gè)系統。

  為了利用CRISPR-Cas9基因編輯系統切割基因,人們必需設計一種與靶基因的DNA相匹配的RNA序列。大多數基因具有上百個(gè)這樣的在基因組中的活性和獨特性上存在差異的序列。因此,尋找最佳的序列很難通過(guò)手工實(shí)現。一種新的“CrispRGold”程序有助科學(xué)家們鑒定出最為高效的和最為特異性的RNA序列。這種程序是由德國馬克斯-德?tīng)柌紖慰朔肿俞t學(xué)中心科學(xué)家KlausRajewsky教授領(lǐng)導的一個(gè)研究團隊開(kāi)發(fā)的。該團隊也開(kāi)發(fā)出一種新的已攜帶Cas9蛋白的模式小鼠。將這種模式小鼠和這些可靠的RNA序列結合在一起導致原代細胞中的基因高效地失活。這就使得研究人員能夠發(fā)現參與免疫細胞調節的新基因。

  對很多分子生物學(xué)家而言,發(fā)現這種CRISPR-Cas9基因編輯系統代表著(zhù)研究上的一種新的里程碑:最終,基因組DNA能夠被高效地和高精準地切割,從而能夠讓基因失活、修飾或重新導入。

  這僅需一種將Cas9酶帶到將被切割的DNA位點(diǎn)上的RNA片段。這種RNA片段被稱(chēng)作單向導RNA(sgRNA),含有長(cháng)20個(gè)堿基(A、U、C或G)的與基因組靶位點(diǎn)互補的序列。在此之前,科學(xué)家們不得不通過(guò)手工費力地選擇或者利用多種在線(xiàn)工具選擇sgRNA。在某些情形下,人們并不確定所選的sgRNA是否將Cas9酶攜帶到基因組上合適的位點(diǎn)或者一種類(lèi)似的但不是所想要的位點(diǎn),以及這種sgRNA的效率是否比較高。

  這種新的“CrispRGold”程序使得讓特定基因失去功能變得更加簡(jiǎn)單。它尋找確定的DNA靶序列以便鑒定出進(jìn)行切割的最佳位點(diǎn)并且提示一種在遺傳物質(zhì)上獨特的僅運送Cas9蛋白到所需位點(diǎn)上的sgRNA序列然后能夠切割靶基因以至于它不能夠發(fā)揮功能。這種程序是基于實(shí)驗數據和這些序列的獨特性和其他性質(zhì)而被開(kāi)發(fā)出來(lái)的。

  通過(guò)與VanTrungChu博士合作,來(lái)自Rajewsky教授領(lǐng)導的這個(gè)團隊的博士生RobinGraf在小鼠的B細胞中測試了這個(gè)系統。這些細胞不能夠在體外培養非常長(cháng)的時(shí)間,這是因為它們不會(huì )它們的自然環(huán)境外存活較長(cháng)的時(shí)間。因此,基因在很多B細胞中必需盡可能快地失活以便研究它們的功能。Chu通過(guò)培養一種產(chǎn)生大量的但是具有良好數量耐受性的Cas9蛋白的轉基因小鼠品系而實(shí)現這一點(diǎn)。

  研究人員隨后從這些小鼠體內分離出B細胞,將單個(gè)基因特異性的sgRNA運送到這些細胞中。Graf說(shuō),利用CrispRGold程序設計出的sgRNA在平均80%的這些細胞中高重復率地破壞這些靶基因。“在這種類(lèi)型的低通量實(shí)驗中,高效率和低錯誤率是絕對必要的。”

  研究人員利用他們的新方法鑒定出許多種之前未知的參與B細胞發(fā)育的基因。Graf說(shuō),這種CrispRGold程序如今將被發(fā)布到網(wǎng)上,這樣它能夠被全世界的科學(xué)家們使用:“這種程序能夠輕松地用于來(lái)自一系列有機體中的其他類(lèi)型的細胞中。它也可能在臨床應用中具有重要意義---它將序列獨特性視為一種高度優(yōu)先因素,因而使得對潛在不想要的基因的修飾最小化,這也是在基因療法中必需不惜一切代價(jià)加以避免的。”

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