【推荐】魔剪CRISPR“脱靶效应"的“克星”居然是ta

日期: 2017年07月14日


    

5月底,一篇关于CRISPR可引发数百种“意外突变”的论文让这一基因编辑技术的脱靶效应受到了前所未有的关注。尽管之后有大量的科学家对这篇论文提出了质疑,甚至要求《自然》杂志将该论文撤稿,但不可否认的是,“脱靶效应”一直是阻碍CRISPR技术应用的关键障碍之一。

 

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Jennifer A. Doudna


7月12日,CRISPR先驱Jennifer A. Doudna教授带领的研究小组在《科学》子刊Science Advances杂志上发表了关于脱靶效应的最新成果(论文题目:Disabling Cas9 by an anti-CRISPR DNA mimic)。研究发现,去年由加州大学旧金山分校(UCSF)的科学家们发现的CRISPR“关闭开关”能够降低Cas9编辑人类细胞基因组的脱靶效应。


在介绍新成果前,先带大家回顾一下去年UCSF的研究人员获得这一重要发现。在这一发表于Cell杂志上题为“Inhibition of CRISPR-Cas9 with Bacteriophage Proteins”的论文中,科学家们找到了在细菌和人类细胞中能都能够阻止CRISPR系统基因编辑活性的anti-CRISPR抑制剂。具体来说,研究发现了两个CRISPR“关闭开关”:AcrIIA2和AcrIIA4。它们通过阻碍Cas9酶的活性发挥抑制作用。

 

“图片截取自Cell”
图片截取自Cell


科学家们认为,anti-CRISPR蛋白的发现将成为研究和治疗复杂和多基因疾病的关键。Cell论文的通讯作者Joseph Bondy-Denomy指出,一些研究者和公众担心如此强大的CRISPR技术会被不合理的使用,带来危险。这些抑制剂为阻止不法的、失控的CRISPR应用提供了手段,将帮助提高CRISPR研究的安全性。


在当时的报道中,论文的第一作者Benjamin Rauch说:“我们下一步的研究计划是调查这些CRISPR抑制剂是否能够在人类细胞中通过降低脱靶效应,改善基因编辑的精准度。”这篇发表在Science Advances上的论文证实了anti-CRISPR能够降低脱靶效应。值得一提的是,Bondy-Denomy和Rauch是这一新成果的共同作者。


SHIN ET AL., SCIENCE ADVANCES


为了研究其中一个“关闭开关”AcrIIA4的作用机理,研究人员使用了多种方法,包括冷冻电子显微镜和人类细胞培养实验。通过多个实验室的努力,他们发现,这种anti-CRISPR蛋白通过附着在Cas9酶上的一个口袋上阻断它的DNA编辑活性。


同时,研究小组也在调查这类“关闭开关”的有效性。分析结果表明,通过调整将AcrIIA4 或者 Cas9添加到实验中的时间,研究人员能够阻断脱靶效应。这一新成果的共同通讯作者Jacob E. Corn教授说:“我们发现,如果你预先添加AcrIIA4,并且随后添加Cas9,这样能够完全阻断基因编辑。”


Corn教授认为,这些anti-CRISPR蛋白有望成为一种有用的遗传学工具和临床工具。它们可能成为一种控制脱靶效应的有效途径。不过,关于这类“关闭开关”的安全性和有效性问题仍需进一步调查,如,科学家们需要弄清楚人类免疫系统会对这些anti-CRISPR蛋白做出怎样的反应,因为这些anti-CRISPR的序列是通过先前的噬菌体感染留在细菌基因组中的。(www.cyagen.com《赛业生物》)

 

文章来源:生物探索《“女神”最新成果!魔剪CRISPR“脱靶效应”有了“克星”》赛业生物整理发布

 

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