美女科学家最新发表Science文章:CRISPR-Cas9灭活逆转录病毒

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年8月11日 来源:生物通

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  今年杨璐菡,Church教授同样与浙江大学动物科学学院,云南农业大学合作,发表了Science文章,首先证实猪细胞中的内源性逆转录病毒(PERVs)在与人类细胞共同培养时可传播给后者,此后他们通过分析猪成纤维细胞基因组内存在的PERVs,发现了25种PERVs,而且更重要的是他们利用CRISPR令所有25个基因组位点失活。

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生物通报道:早年毕业于北京大学的杨璐菡(Luhan Yang)曾因第一个利用CRISPR-Cas9技术修改细胞基因组和领导eGenesis公司,而被福布斯杂志评为2014年30岁以下30个科学医疗领域(30 under 30)领军人物之一。

这家公司是由杨璐菡和她在哈佛大学的博士生导师、遗传学领军人物George M. Church共同创立的致力于推动异种器官移植临床应用。从2014年起,杨璐菡做为异种器官移植课题带头人,带领10个人的科研团队在哈佛和eGenesis利用CRISPR-Cas9技术,敲除猪基因组中可能的致病基因。

去年,他们与浙江大学动物科学学院等处合作使用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功地在猪胚胎中灭活了62种PERVs。研究组设计gRNA靶向了猪肾细胞DNA中62个PERV序列共有的一个基因。在一小部分细胞中,CRISPR系统除去了每一个靶基因,这是当时通过单次CRISPR达到的最大数量基因改变。在实验室培养皿中这些编辑细胞用PERV感染人类肾细胞的能力下降了1000倍。Science发布CRISPR基因编辑重大成果

在此基础上,今年杨璐菡,Church教授同样与浙江大学动物科学学院,云南农业大学合作,发表了题为“Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9”的文章,首先证实猪细胞中的内源性逆转录病毒(PERVs)在与人类细胞共同培养时可传播给后者,此后他们通过分析猪成纤维细胞基因组内存在的PERVs,发现了25种PERVs,而且更重要的是他们利用CRISPR令所有25个基因组位点失活。

这一研究成果公布在8月11日(北京时间)的Science杂志上。

常用和熟知的猪器官移植给人类的是心脏瓣膜,但是想要将整个猪器官移植到人体---异种器官移植,并不是这么简单的事。除了受者免疫系统倾向于排斥异体组织所面临的常规挑战外,利用猪器官填补人器官供应和需求之间的巨大缺口还必需解决猪内源性逆转录病毒(porcine endogenous retrovirus, PERV)带来的问题。

研究人员发现,当含PERVs的细胞与其它细胞共同培养时,这些病毒会被传播给其它细胞。基因编辑技术证明或能用来移除猪基因组中的病毒基因,从而为猪至人的器官移植做准备,但是,到目前为止,这些努力只是在细胞系(而非活体动物)中成功地得到证明。

最新研究完成了这一壮举:首先他们证实猪细胞中的PERVs在与人类细胞共同培养时可传播给后者。将感染了PERV的人类细胞与未感染的人类细胞接触时也会导致病毒的传播,这凸显了如果有一天需要将猪的器官移植到人体内时,有必要使猪体内的PERVs失活。

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之后研究人员对猪成纤维细胞基因组内存在的PERVs进行了绘测和表征,他们共发现了25种PERVs,不过他们利用基因编辑工具CRISPR令所有25个基因组位点失活。

尽管在细胞群中存在着高度修饰的细胞,但当PERV编辑效能大于90%时,这些克隆细胞都无法生长。最新研究发现通过添加一种与DNA修复有关的因子混合物,就能令PERVs失活达100%的存活细胞生长。当研究人员将胚胎植入母猪体内时,他们发现产下的小猪没有表现出有PERV的迹象,有些小猪在出生后长达4个月时仍然能够存活。

更多详细内容请见:中国科研团队参与研发“器官移植安全猪”,人类异种器官移植还会远吗?

生物通:万纹)

作者简介:

杨璐菡,博士,eGenesis异种器官移植课题带头人,2014年被福布斯杂志评为30岁以下30个科学医疗领域领军人物之一。

2008年毕业于北京大学生命科学学院,获学士学位。2013年获哈佛大学人类生物学和转化医学博士学位。2014-2016年期间,在美国科学院及工程院双料院士,著名的遗传学教授、基因测序专家乔治·丘奇(George Church)的实验室开展博士后研究,领衔参与CRISPR/Cas9基因编辑技术并取得重大突破,敲除了猪基因组中内源性逆转录病毒基因的所有拷贝,极大地推动了异种移植领域的研究进展。近年来在Science, Nature Communications, Nature Protocols等国际重要学术刊物发表学术论文14篇。

原文标题:

Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9

 

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