CRISPR-Cas9助力表观遗传学研究

日期: 2018年04月26日


    

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CRISPR-Cas9助力表观遗传学研究


确定不同染色质特征和基因表达之间的因果关系,并最终了解细胞行为,依然是目前生物学的一大挑战。近期靶向表观基因组编辑工具(targetable epigenome-editing)的发展为我们带来了新的希望,帮助研究人员将直接转录,功能结果与位点特异性染色体修饰连接在了一起。


CRISPR/Cas9-Based Engineering of the Epigenome”这篇综述探讨了CRISPR-Cas9技术带来的前所未有研究和操控表观遗传元件的机会,让我们进一步了解干细胞生物学和干细胞工程的治疗应用。同时综述也提到了关于标准化和进一步改进基于CRISPR-Cas9的工具来设计表观基因组的技术考量。


CRISPR和CRISPR相关的Cas蛋白,为便宜的,可编程的、和有效的序列特异性DNA打靶,提供了一个突破性的平台。CRISPR-Cas系统通过它天然的核酸酶活性,被自然装备到靶向DNA上。因此,致力于各种各样生物的研究小组,迅速采用该技术,开创性地应用到20多个不同物种的基因组序列编辑当中。然而,生命的生物学代码不仅编码在遗传学中,而且也编码在表观遗传学中。


虽然基因序列编辑是一种强大的能力,但是,我们必须也能够编辑和调控转录和表观遗传学代码。受到早期序列特异性靶向技术(例如ZFs和TALEs)的启发,研究人员迅速将CRISPR-Cas9工具箱扩展到包括转录激活、抑制和表观遗传学修饰。


CRISPR和Cas9为基础的工具,已经满足了基因组编辑以及表观遗传学调控所需要的一个有效的、可编程的、容易使用的平台。因此,这个领域正在快速发展,并快速发现新的方法来适应这个系统,以及发现新的规则来提高这些工具的效率。这些工具开辟了快速大规模基因组扫描以发现功能获得和功能缺失的可能性,以前所未有的深度和精度绘制出功能性网络。


虽然基于CRISPR的转录和表观遗传学调节因子,还有几个方面仍有待于表征,例如这些工具的相对优势、脱靶活性的确切水平以及体内传递这些工具的能力。但是,研究人员仍然预见到将有许多激动人心的应用,例如通过调节内源性位点上的表达,探测新类别的非编码基因功能,以及应用于人类基因治疗的新范式。


原文标题:


CRISPR/Cas9-Based Engineering of the Epigenome


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