6月王牌聚焦:CRISPR技术新趋势与超越CRISPR的新技术

日期: 2019年06月27日


    

CRISPR技术不断在发展,本月有了更进一步的研究进展,同时也有越来越多的值得关注的新技术出现:

 

Broad研究所张锋研究组和哥伦比亚大学Sam Sternberg研究组本月公布了两项相似的研究成果:利用细菌跳跃基因,将DNA序列精确地插入基因组而不切割DNA。这两项研究克服了CRISPR技术的主要缺点,为基因工程和基因治疗提供了一种强有力的新选择。

 

“跳跃基因”又叫转座子,它们无处不在,每个生命领域都携带这些DNA序列,它们利用转座酶从一个位置“跳”到另一个位置,事实上,有接近一半的人类基因组是由跳跃基因组成的。

 

张锋研究组从蓝藻中抽提了一种转座酶,他们将其命名为CAST,即CRISPR相关转座酶(CRISPR-associated transposase)。Sternberg研究组的新技术则称为INTEGRATE(Insertion of transposable elements by guide RNA-assisted targeting),利用跳跃基因将DNA序列插入基因组而不切割DNA。

 

两种方法各有优势,值得进一步探讨,具体见比CRISPR更高效,精确的新技术!Nature vs.Science两大巨头同时get到新技能

 

还有中国学者利用基因组编辑系统CRISPR,设计了与自闭症和人类其他神经发育障碍相关的基因突变的猕猴模型。

 

研究人员将CRISPR组分注射入受精的猕猴卵中,并通过代孕猴成功产生了携带SHANK3突变的猕猴。分析发现突变猴表现出与自闭症患者相似的行为特征,如睡眠紊乱、重复性刻板行为增加以及社会交互减少。在观看社会性刺激时,突变猴呈现异常的眼运动模式以及长潜伏期的瞳孔反应,这些表现与自闭症患者高度一致。MRI扫描进一步发现突变猴大脑结构和功能均存在与自闭症患者相似的异常。结构上表现为灰质体积的降低,功能上表现为脑区间(如后扣带回与内侧前额叶之间)长程连接减少,局部连接增强。

 

该项研究证明了新型转基因自闭症灵长类动物模型的成功建立,为更加深入地理解自闭症的神经生物学机制并开发更具转化价值的治疗手段提供了更好的研究基础。

 

同时本月,俄罗斯分子生物学家Denis Rebrikov表示计划开展基因编辑婴儿实验,这位生物学家表示,如果他能得到俄罗斯政府的批准,他将考虑在今年尽快将基因编辑的胚胎植入女性体内。他说他会编辑一种名为CCR5的基因,希望保护其后代免受艾滋病毒感染。

 

Rebrikov上周在与NPR的广播采访中为自己的计划辩护说:“如果我们不让健康的婴儿远离疾病,这是多么不道德的?”

 

去年贺建奎的双胞胎婴儿研究遭到了国际强烈谴责,引发了国际上要求加强对制造可遗传的DNA变化的人类胚胎研究监督的浪潮。世界各地的许多科学家呼吁全球暂停编辑人类胚胎中的DNA。

 

最后将会如何,我们拭目以待,具体见Science热点|采访俄罗斯人重复贺建奎疯狂实验的内幕

 

此外,BioTechniques发布优化CRISPR/Cas9实验的指南:研究人员认为,认真确定目标位置是至关重要的。对于许多应用而言,功能丧失(loss-of-function)分析必不可少。常规的策略是利用sgRNA将Cas9核酸酶引导到蛋白质编码基因的N端外显子。在Cas9核酸酶的作用下,通过容易出错的非同源末端连接(NHEJ)来修复双链断裂,从而引入移码突变和提前终止密码子。

 

因此,在研究功能丧失时,RNAi或CRISPRi已成为有效的替代研究方法,它们的效果可通过转录组水平的分析来直接评估。同时,诱导型的CRISPR工具实现了时间严格控制的基因组编辑。

 

作者还建议仔细评估目标区域的遗传多态性,因为它可能对CRISPR/Cas9的效果产生相当大的影响。尽管sgRNA与目标序列之间允许存在五个以内的碱基错配,但PAM及其附近序列对序列一致型有着更严格的要求。在选择sgRNA时,应当验证PAM和sgRNA结合位点是否存在SNP,因为这会影响Cas9的结合和切割。

 

相关的文章还有:

莱斯大学华人科学家报道CRISPR-Cas9治疗镰状细胞病进展

MIT、Harvard和Editas等发表有关CRISPR的近期新看点

CRISPR衍生工具:分离感兴趣的基因组区域

III-B型CRISPR-Cas系统捕获靶标RNA的分子机制

 

转载标题:6月王牌聚焦:CRISPR技术新趋势与超越CRISPR的新技术

 

本文来自“生物通”,转载的目的在于分享见解。如有侵权,请告知删除!

 

【赛业生物科技简介】

 

作为实力雄厚的基因工程鼠技术平台,赛业生物已服务全球数万名科学家,赛业产品与技术已直接应用于包括CNS(Cell, Nature, Science)三大期刊在内的2400篇学术论文。2016年,TurboKnockout把ES打靶金标准推向新高度;同年,CRISPR-Pro使大片段敲入及条件性基因敲除变得更加高效;2017年,AlphaKnockout基因打靶专家系统首次实现基于人工智能的最优化方案设计;同年7月,推出万例CRISPR-AI敲除小鼠资源库。赛业一步一个脚印,踏实前行,助力中国科研!

  • 招聘
  • 侧边栏广告 - 科研奖励基金计划