华人学者Cell发表CRISPR重要成果

【字体: 时间:2015年01月20日 来源:生物通

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  日前,加州大学的科学家们开发了一种CRISPR支架RNA(scRNA)。scRNA编码了靶位点和调控功能,能同时实现对不同基因的激活和抑制。这项研究发表在最近一期的Cell杂志上,文章的通讯作者是加州大学旧金山分校的齐磊(Lei S. Qi,音译)和Wendell A. Lim。

  

生物通报道:为了和病毒或入侵核酸进行斗争,细菌采用了多种防御机制。以CRISPR序列为核心的适应性核酸免疫系统就是其中之一。在CRISPRCRISPR相关蛋白(Cas)的帮助下,细菌可以在小RNA分子的引导下,靶标和沉默入侵者的遗传信息。近年来,CRISPR系统已经成为了炙手可热的基因编辑工具,掀起了一股全球性的基因组编辑热潮。

日前,加州大学的科学家们开发了一种CRISPR支架RNAscRNA)。scRNA编码了靶位点和调控功能,能同时实现对不同基因的激活和抑制。这项研究发表在最近一期的Cell杂志上,文章的通讯作者是加州大学旧金山分校的齐磊(Lei S. Qi,音译)和Wendell A. Lim。齐磊博士所在的研究组已经在CellNature BiotechnologyNature Methods等杂志上接连发表了多篇CRISPR文章。

真核生物的细胞有着复杂的转录程序,特异性的调控复合体通过不同途径调节着基因组的不同位点。研究人员根据这一原则,以 CRISPR为基础设计了适用于酵母和人类细胞的人工转录程序。

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CRISPR/Cas体系包括一个称为Cas9DNA剪切酶,和一段与目标DNA片段匹配的引导性短RNAgRNA)。研究人员拓展了CRISPR的引导RNA,在上面加入了效应蛋白的招募位点,建立了既编码靶位点又编码调控活性的支架RNAscaffold RNAscRNA)。

这种支架RNA可以用来设计多基因转录程序,在激活一些基因的同时抑制另一些基因。研究人员用这种方法,成功在酵母中重新定向了一个复杂的代谢通路。研究显示,scRNA在哺乳动物和酵母细胞中均能有效发挥功能。此外,诱导dCas9蛋白的表达可以控制转录程序的执行,成为整个体系的一个主要控制点。(延伸阅读:张锋Nature发表重要突破:用 CRISPR启动基因

这项研究为设计基因表达程序的研究者们提供了一个有力工具,该技术有着非常广泛的应用,比如改写细胞命运或者设计代谢通路。多基因的组合性控制可以帮助人们灵活操纵细胞中的通路。

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:

Engineering Complex Synthetic Transcriptional Programs with CRISPR RNA Scaffolds

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