生物通 | 新技术专栏

2014值得关注的技术:CRISPR和基因组编辑

【字体: 时间:2014年01月07日 来源:生物通

编辑推荐:

  2013年末,《Nature Methods》杂志将年度技术授予了单细胞测序(single-cell sequencing)。同时,杂志还介绍了2014年值得关注的技术,包括CRISPR和基因组编辑、神经学工具、原位测序、单粒子低温电子显微镜等。

2013年末,《Nature Methods》杂志将年度技术授予了单细胞测序(single-cell sequencing)。同时,杂志还介绍了2014年值得关注的技术,包括CRISPR和基因组编辑、神经学工具、原位测序、单粒子低温电子显微镜等。

早在两年前,《Nature Methods》就将年度技术颁给了基因组编辑技术,理由是这种技术能通过在某些物种基因组中进行靶向特异性的突变,从而解答并提出更多精确的生物学问题。CRISPR(规律成簇的间隔短回文重复)无疑是这一领域的新生力量,也再次掀起了基因组编辑的热潮。

向导RNA/Cas9核酸酶复合物克服了以往工具的某些限制。向导RNA很容易设计,让Cas9蛋白靶定基因组中几乎任何想要的区域。Cas9作为核酸酶或切口酶,在DNA上诱导断裂,随后用于基因敲除、标签插入或基因替换。事实上,Cas9的潜力远远不止DNA切割。

在《Nature Methods》10月刊上,哈佛大学的研究人员发表文章称,作为一种RNA导向的dsDNA结合蛋白,Cas9效应物核酸酶是目前已知的第一个统一因子(unifying factor),能够共定位RNA、DNA和蛋白,从而拥有巨大的改造潜力。1 在他们看来,这种工具有望扩展,在复杂的表观基因组上引入定制变化。

两个研究小组最近也利用更为成熟的TALE来修饰表观基因组。霍华德•休斯医学研究所的Bradley Bernstein及其同事就利用去甲基化酶/去乙酰化酶复合物来靶定增强子中的组蛋白标记,以探索它们在转录中的作用。2 而麻省理工学院的Feng Zhang博士则将TALE与光诱导系统相融合,来靶定组蛋白修饰酶,以改变表观遗传修饰。3

尽管这些方法很有前途,但TALE的定位比CRISPR/Cas9系统更为繁琐。将Cas9与任何选定的酶相融合,我们不仅可改变组蛋白修饰,从而改变染色质状态,还能影响DNA甲基化,实现全新的细胞功能调控。

然而,CRISPR/Cas9系统的特异性仍存在问题。向导RNA序列比ZFN或TALEN所靶定的大部分序列更短,这意味着脱靶效应的几率更高。近期发表的一些文章也证明了脱靶效应是真实存在的。

《Nature Methods》编辑Nicole Rusk认为,CRISPR是否能被精心打造成编辑表观基因组的手术刀,而不必担心脱靶效应,这在不久的将来就会清楚。(生物通 余亮)

相关文献:
1. Mali P, Esvelt KM, Church GM. Cas9 as a versatile tool for engineering biology. Nat Methods. 2013 Oct;10(10):957-63.

2. Mendenhall EM, Williamson KE et al. Locus-specific editing of histone modifications at endogenous enhancers. Nat Biotechnol. 2013 Dec;31(12):1133-6.

3. Konermann S, Brigham MD, et al. Optical control of mammalian endogenous transcription and epigenetic states. Nature. 2013 Aug 22;500(7463):472-6.

订阅生物通快讯

订阅快讯:

最新文章

限时促销

会展信息

关注订阅号/掌握最新资讯

今日动态 | 生物通商城 | 人才市场 | 核心刊物 | 特价专栏 | 仪器云展台 | 免费试用 | 今日视角 | 新技术专栏 | 技术讲座 | 技术期刊 | 会展中心 | 中国科学人 | 正牌代理商

版权所有 生物通

Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

联系信箱:

粤ICP备09063491号