CRISPR-Cas重大进展:实现同时编辑几十个基因

文章来源:健康时报 2019-08-19 15:36

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每个人都在群情CRISPR-Cas。这类生物技术手段提供了一种相对于疾速与简单的方式来操纵细胞中的单个基因,这象征着它们可以被准确地删除、改换或修正。其它,比年来,研究人员也不停在使用基于CRISPR-Cas的技艺系统地增长或削减单个基因的活性。无论是在基础底细生物学研究领域,还是在动物育种等应用领域,相应的方法都在很短的工夫内成为了世界局限内的标准。 
迄今为止,在大大都状况下,钻研人员只能用这类方式一次修改一个基因。有时,他们能一口气做到两三个;在一个特殊的状况下,他们能够同时编辑7个基因。现在,位于巴塞尔的苏黎世联邦理工学院生物体系科学与项目系的Randall Platt传授和他的团队曾经开收回一种办法--正如他们在执行中证明的那样--可以同时批改细胞中25个指数基因位点。Platt认为这还不敷,他闪现这个数字还可以进一步增进,增长到几十乃至几百个基因。不管如何,这种法子为生物医学钻研与生物技艺提供了弘大的潜力。"多亏了这个新器材,咱们和其他科学家当时可以实现咱们过去只能幻想的事故。" 
 
图片起原:ETH Zurich Carlo Cosimo Campa 
有针对性的大规模细胞重编程 
细胞中的基因和卵白质以良多差距的方式彼此感导。由此发生的由数十个基因造成的网络确保了有机体的细胞多样性。比喻,它们子细将祖细胞潮解为神经元细胞与免疫细胞。Platt说:"咱们的门径使我们第一次能够一次性琐屑地批改整个基因Internet。" 
其它,它还为冗杂的大规模细胞编程铺平了途程。它可以用来增加某些基因的活性,同时低落其他基因的活性。这种活性转变的时间也能够精确控制。 
这对于根柢研究颇无效,譬喻研究为何不同类型的细胞举止一致,梗概钻研冗杂的遗传疾病。它也将被证明对细胞包揽疗法有效,包括用健康细胞庖代受损细胞。在这种环境下,钻研职员可以使用该方式将干细胞转化为分化的细胞,如神经元细胞或发作胰岛素的β细胞,反之亦然,从潮解的皮肤细胞中孕育发生干细胞。 
Cas酶的双重效率 
CRISPR-Cas方式需要一种喻为Cas的酶与一个小RNA份子。它的碱基序列就像一个"地点标签",把酶切确地指向染色体上的指定作用位点。ETH的科学家们曾经创造了一个质粒,,它存储了Cas酶的序列和良多RNA地点份子,并按程序排列:换句话说,蕴含一个更长的地址列表。在他们的试验中,研究人员将这类质粒插入人类细胞,从而证熟悉几个基因可以同时被修正与调控。 
关于这项新技能,科学家们并没有使用目前大多半CRISPR-Cas方法中所使用的Cas9酶,而是使用了相干的Cas12a酶。它不单可以编纂基因,还可以把长长的"RNA地址列表"同时切成一个个"地址标签"。其它,Cas12a可以处理比Cas9更短的RNA所在分子。Platt说:"这些寻址序列越短,咱们就可以在质粒上找到越多的寻址序列。" 
参照资料: 
Carlo C. Campa et al, Multiplexed genome engineering by Cas12a and CRISPR arrays encoded on single transcripts, Nature Methods (2019). DOI: 10.1038/s41592-019-0508-6 
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