中科院王皓毅博士:开发新型通用CRISPR-Cas9-Pumilio系统

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2016年1月19日 来源:生物通

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  来自美国Jackson实验室、中国科学院动物研究所和辛辛那提大学的研究人员报告称,他们通过组合CRISPR-Cas9和Pumilio RNA结合蛋白,构建出了一种可用于基因调控及基因组标记的万能系统,他们将之命名为Casilio系统。这一重要的研究成果发布在1月15日的《细胞研究》(Cell Research)杂志上。

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生物通报道  来自美国Jackson实验室、中国科学院动物研究所和辛辛那提大学的研究人员报告称,他们通过组合CRISPR-Cas9和Pumilio RNA结合蛋白,构建出了一种可用于基因调控及基因组标记的万能系统,他们将之命名为Casilio系统。这一重要的研究成果发布在1月15日的《细胞研究》(Cell Research)杂志上。

中国科学院动物研究所基因工程技术研究组组长王皓毅(Haoyi Wang)研究员,及任职于Jackson实验室和辛辛那提大学的Albert W Cheng是这篇论文的共同通讯作者。

由于其简易及有效,近年来CRISPR-Cas9系统被广泛用于基因组编辑。核酸酶缺陷突变体dCas9蛋白可以与一些效应结构域进行融合,这样的融合蛋白可由sgRNAs引导至基因组位点来调控基因表达或标记染色体。

例如,在2013年,华人科学家齐磊(Lei S. Qi,音译)就开发出了一种称作为CRISPR干扰(CRISPRi)的系统。在这一系统中,是将缺失核酸内切酶活性的Cas9与一种导向RNA共表达,由此产生一种DNA识别复合物,这种复合物能特异性干扰转录延伸,RNA聚合酶结合,或转录因子结合。这种RNA导向的DNA识别平台是基因组范围内基因表达选择性抑制的一种简单的新方法(延伸阅读:华裔博士连发Cell,Nature:基因沉默新技术)。

然而,由于独特的sgRNA:Cas9配对,在大多数这样的实验中只能应用一种类型的效应蛋白。直接融合多个拷贝的效应蛋白与dCas9来获得充分的效应蛋白活性存在着技术挑战。结合利用MS2和PP7一类病毒RNA序列的RNA适配子方法与CRISPR-Cas9系统为提高多路复用性及多聚化提供了工具,但当前只有有限数量充分确定特征的RNA适配子。并且,将三个或以上拷贝的这些结构化适配子整合到sgRNA上会降低sgRNA表达,由此限制了可招募效应蛋白的数量。

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在这篇文章中研究人员报告通过组合CRISPR-Cas9和Pumilio RNA结合蛋白建立了Casilio系统。Pumilio和FBF蛋白都具有一个保守的Pumilio/FBF (PUF)RNA结合结构域——这一结构域可编程来结合一种特异的8-mer RNA序列(PUF结合位点,PBS)。这一Casilio系统是由dCas9蛋白,附带有一个或以上PUF结合位点的一条sgRNA(sgRNA-PBS),和与PUF结构域融合的一个效应蛋白(PUF融合蛋白)所构成。

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