清華倪建泉研究組在《美國(guó)科學(xué)院院刊》發(fā)文揭示一種全新的基因編輯系統(tǒng)
清華新聞網(wǎng)11月8日電 11月4日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院倪建泉教授研究組在《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表題為《高效及可遺傳性果蠅基因組Cas9編輯技術(shù)》（Optimized gene editing technology for Drosophila melanogaster using germline-specific Cas9）的研究論文，首次報(bào)道了一種高效、可遺傳、低耗的果蠅基因組編輯技術(shù)，只需構(gòu)建一種sgRNA質(zhì)粒就可以實(shí)現(xiàn)基因編輯。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士生任興杰、孫錦為該論文的共同第一作者。
在利用模式動(dòng)物進(jìn)行基因功能研究的過程中，一套特異、高效的基因編輯工具顯得尤為重要。繼同源重組之后，基于核酸酶的zinc-finger nuclease (ZFN) 和transcription activator-like effector nuclease (TALEN)系統(tǒng)，大大加快了研究者對(duì)模式動(dòng)物的基因改造。這兩套系統(tǒng)在使用過程中，針對(duì)靶標(biāo)基因，需要構(gòu)建具有特異性DNA序列結(jié)合結(jié)構(gòu)域的核酸酶，此過程繁瑣復(fù)雜，還需經(jīng)過體外轉(zhuǎn)錄過程，使用不便。最新的CRISPR/Cas9系統(tǒng)，是一套基于細(xì)菌免疫防御機(jī)制的基因組編輯系統(tǒng)， 它由具有核酸酶活性的蛋白(Cas9)和具有導(dǎo)向作用的RNA分子(sgRNA)組成。
圖為CRISPR/Cas9系統(tǒng)工作原理。
該文首次利用果蠅生殖細(xì)胞特異性的外源轉(zhuǎn)基因Cas9和優(yōu)化的表達(dá)引導(dǎo)RNA的DNA載體來進(jìn)行基因組的定點(diǎn)編輯，不僅克服了體細(xì)胞突變引起的毒性，而且獲得可遺傳突變體后代成本低、時(shí)間短、效率高。此外，該課題組在本次研究中還設(shè)計(jì)構(gòu)建了果蠅全基因組的引導(dǎo)RNA文庫(kù)（http://www.flyrnai.org/crispr/）。
圖為利用Cas9/sgRNA系統(tǒng)來快速高效的進(jìn)行果蠅基因組編輯。
該研究得到了清華-北大聯(lián)合中心、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）和教育部博士點(diǎn)基金等的支持。
供稿：醫(yī)學(xué)院 編輯：范 麗
