利用CRISPR-Cas9靶向脂肪细胞的新突破

【字体: 时间:2021年12月17日 来源:Journal of Biological Chemistry

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  在发表在《生物化学杂志》(Journal of Biological Chemistry)上的一篇新论文中,密歇根大学(University of Michigan)的研究人员描述了利用CRISPR-Cas9的一项突破。CRISPR-Cas9是一种改变了分子生物学研究的工具,但它在脂肪组织研究中的应用一直难以捉摸。

脂肪对生命至关重要,但过多会导致一系列健康问题。研究脂肪或脂肪组织在体内的功能对理解肥胖和其他问题至关重要,但脂肪细胞的结构差异及其在全身的分布使这一研究具有挑战性。

“脂肪细胞不同于其他细胞,它们缺乏独特的细胞表面受体,只占脂肪组织中细胞的一小部分,”Steven Romanelli博士说,他是分子与综合生理学部门Ormand MacDougald博士实验室的前成员。

在一篇发表在《生物化学杂志》(Journal of Biological Chemistry)上的新论文中,罗曼内利、麦克杜格尔德和他们的同事描述了利用CRISPR-Cas9的一项突破。CRISPR-Cas9是一种改变了分子生物学研究的工具,但它在脂肪组织研究中的应用一直难以捉摸。

罗曼内利说:“迄今为止,在脂肪研究方面最大的挑战是,如果你想研究基因的功能,你必须投入大量的时间、资源和金钱来培育转基因小鼠。”

发展小鼠模型的传统方法需要培育具有理想突变的老鼠,删除或引入某些感兴趣的基因,Romanelli说,这可能需要一年多的时间和数万美元。

CRISPR-Cas9已经彻底改变了这一过程。这是一种基因编辑技术,由一种叫做Cas9的酶组成,它可以打破DNA链和一段RNA,引导Cas9酶到基因组中的特定位置进行编辑。这个工具被包装成一种无害的病毒,然后传送到被研究的细胞中。该工具已成功用于研究心脏、肝脏、神经元和皮肤细胞等,但从未用于研究被称为棕色脂肪的特定类型的脂肪细胞。

利用这项技术,研究小组成功地瞄准了棕色脂肪,这是一种专门用来产生热量并保护核心体温的脂肪组织。

“我们所能做的就是将整个过程提取出来,在两周到一个月的时间内培育出一只转基因小鼠,将成本降低到不到2000美元。它不仅减少了时间和成本,还使研究大众化,因此任何熟悉分子生物学技术的实验室都可以采用这种方法并自己动手。”Romanelli说。

他们还能够使用这种方法同时删除多个基因,这一事实可以帮助研究人员更好地理解重要的分子途径。

利用他们的腺相关病毒CRISPR-Cas9成分,他们能够在成年小鼠中敲除定义棕色脂肪并使其产生热量的UCP1基因。他们观察到,被敲除的小鼠能够适应基因的丢失,并在寒冷的条件下保持体温,这暗示了参与温度稳态的其他途径。

罗曼内利说,这些早期结果是探索性的,但这项技术代表着在研究脂肪方面迈出了重要的一步。


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BAd-CRISPR: Inducible gene knockout in interscapular brown adipose tissue of adult mice

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