Nature子刊:双功能CRISPR-Cas9,可同步实现基因编辑和调控!

医疗器械 来源:生物探索
2015
09/09
09:42
生物探索 医疗器械


哈佛医学院着名遗传学家George Church教授是基因编辑技术的鼻祖之一:2年前张锋使用CRISPR技术完成了多重基因组编辑,Church则使用CRISPR技术完成了RNA介导的人类基因组编辑。

自此之后,CRISPR/Cas9技术持续火爆,方便快捷的方式迅速风靡科研界,不论是医学研究,农学研究,微生物研究,都对其投入巨大精力。迄今为止,从PubMed数据库中查询,关于Cas9的文章共有951篇,其中最新的一篇是9月7日的Nature子刊——Nature Methods报道了哈佛大学和麻省理工的研究团队开发了双重功能的CRISPR-Cas9系统,能够同时实现基因组编辑和基因调控。

过去:基因编辑和基因调控需要用到不同的Cas9蛋白


众所周知,Cas9是蛋白RNA复合物,其中的小型引导RNA识别特定DNA序列的能力。不论是基因编辑还是基因调控,CRISPR-Cas9的第一步是相同的:引导RNA通过序列互补原则将Cas9带到基因组特定位点,使其与目的基因结合。不过到目前为止,基因编辑和基因调控需要用到不同的Cas9蛋白。基因编辑依赖Cas9的DNA剪切活性;而基因调控需要抑制其剪切活性,只保留Cas9结合靶标基因的能力。在过去,基因调控所用的Cas9变体通常与调控基因表达的蛋白融合在一起。

双重功能的CRISPR-Cas9系统,可同步实现基因编辑和调控


哈佛大学的George Church教授和麻省理工的Ron Weiss教授共同领衔的研究团队开发了一个新策略,成功用一种Cas9同时完成基因编辑和基因调控两项任务。gRNA又称引导RNA,真核生物中参与RNA编辑的具有与mRNA互补序列的RNA。引导RNA为模板的插入编辑,即RNA编辑所需要的信息或者来自向导RNA,或者来自被编辑的RNA自身。

引导RNA的编辑过程

CRISPR/Cas9的成功与否的关键问题在于gRNA的设计,gRNA和非目标区域过多的非特异性结果,脱靶效率较高,特别是靠近PAM的8-10bp不能和非目的区有高同源性。目前为了提供基因组操作的准确性,对Cas9核酸酶进行了突变,突变后的Cas9n 只能切割DNA双链中的一条链,通过两个gRNA引导Cas9对DNA切割:gRNA-I首先以其5‘端与前体RNA互补配对,从3’向5‘方向插入UMP;gRNA-II继续完成编辑的全过程。该方法可以显着提高基因组编辑的特异性,降低脱靶效率。

选择适合的引导RNA的长度是关键

文章的第一作者之一Alejandro Chavez博士表示:在决定Cas9结合DNA之后是否进行切割过程中,引导RNA的长度起到了关键性作用;过度截短引导RNA使Cas9不能切割其基因组靶点;不过截短引导RNA并不影响Cas9与靶基因的结合。人们可以在此基础上,用Cas9把基因调控蛋白送到特定的基因上,即在此基础上改造的引导RNA和化脓性链球菌的Cas9蛋白,在切割特定基因的同时也可调控其他基因的表达。

双功能CRISPR-Cas9发现的实际应用意义

Church教授表示,以后人类可以根据引导RNA的最适合长度原则,用一种蛋白获得对基因序列和基因表达的直接控制,使得几乎所有DNA都能转变为调控序列,从而进一步操纵细胞。其实际应用意义有2方面:一是揭示重要过程背后的复杂互作(比如癌症耐药性和干细胞分化);二是设计更高级的人工基因回路。

文章的一位共同作者Marcelle Tuttle博士则表示,双功能CRISPR-Cas9可以提升破解致病基因之间的复杂关系的能力;还可以用于工业领域,促进基因工程菌株(E. coli等)大规模生产化合物和燃料,同时保护这些菌株不被其他病原体感染。

Wyss研究所的Donald Ingber博士说认为,此项研究显着提高了CRISPR-Cas9的控制水平,进一步拓展了这一系统的应用范围。

来源:生物探索

为你推荐

“和合共生,健康共护”四价HPV疫苗男性适应证上市暨“HPV男女共防计划”启动新闻发布会成功举办,共筑HPV预防新生态资讯

“和合共生,健康共护”四价HPV疫苗男性适应证上市暨“HPV男女共防计划”启动新闻发布会成功举办,共筑HPV预防新生态

今日(1月18日),默沙东(默沙东是美国新泽西州罗威市默克公司的公司商号)举办的“和合共生,健康共护”四价HPV(人乳头瘤病毒)疫苗男性适应证上市暨“HPV男女共防计划”启动...

2025-01-18 18:31

四同药品价格治理已基本实现,正建设全国挂网药品价格一览表资讯

四同药品价格治理已基本实现,正建设全国挂网药品价格一览表

目前,我们正在建设全国挂网药品价格一览表,全量汇总展示各地挂网价格信息并对首涨、高涨幅等异常价格行为予以标识,敦促各地持续纠正不合理的挂网高价。

2025-01-18 12:15

关于丙类药品目录,国家医保局最新的思考与规划,2025年发布第一版资讯

关于丙类药品目录,国家医保局最新的思考与规划,2025年发布第一版

丙类目录与每年的基本医保药品目录调整同步开展,计划于今年年内发布第一版。

2025-01-18 11:34

2025年全国80%左右医保统筹地区基本实现即时结算,2026年底全部实现即时结算资讯

2025年全国80%左右医保统筹地区基本实现即时结算,2026年底全部实现即时结算

1月16日,国家医疗保障局办公室正式对外发布《关于推进基本医保基金即时结算改革的通知》。根据通知,以全国统一的医保信息平台为支撑,2025年全国80%左右统筹地区基本实现即时...

2025-01-18 11:20

2024年底,60岁及以上人口3.1亿,占全国人口的22.0%资讯

2024年底,60岁及以上人口3.1亿,占全国人口的22.0%

年末全国人口(包括31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口,不包括居住在31个省、自治区、直辖市的港澳台居民和外籍人员)140828万人,比上年末减少139万人。全年出生人口954...

2025-01-17 14:56

赛诺菲荣膺“杰出雇主2025”桂冠,连续五年傲立榜首资讯

赛诺菲荣膺“杰出雇主2025”桂冠,连续五年傲立榜首

作为10多年来首个且唯一连续五年荣获此殊荣的企业,赛诺菲再次彰显了其在企业文化、人才战略、多元发展及员工培养等方面的卓越成就。

2025-01-17 11:02

又一款国产三代EGFR-TKI抑制剂获批上市资讯

又一款国产三代EGFR-TKI抑制剂获批上市

昨日(1月16日),据国家药监局官网显示,奥赛康药业的1类创新药利厄替尼片(limertinib ASK120067,商品名:奥壹新)获批上市,用于治疗既往接受表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制...

2025-01-17 10:31

增辉生命,默沙东中国再度荣膺“中国杰出雇主”资讯

增辉生命,默沙东中国再度荣膺“中国杰出雇主”

1月16日,由全球权威的杰出雇主调研机构(Top Employers Institute)颁布的“杰出雇主2025”榜单正式揭晓

2025-01-16 22:48

CDE:放射性治疗药物申报上市临床风险管理计划技术指导原则资讯

CDE:放射性治疗药物申报上市临床风险管理计划技术指导原则

本指导原则将针对上市后临床风险管理计划、说明书中安全性相关内容、 患者指导手册的撰写提供具体指导意见。

2025-01-16 20:41

全球首款狂犬病双抗药物国内申报上市资讯

全球首款狂犬病双抗药物国内申报上市

日前,据国家药监局药审中心网站显示,智翔金泰的1类新药斯乐韦米单抗在国内申报上市。

2025-01-15 17:02

国家市场监督管理总局发布《医药企业防范商业贿赂风险合规指引》资讯

国家市场监督管理总局发布《医药企业防范商业贿赂风险合规指引》

本指引所称的商业贿赂, 是指采用财物或者其他手段贿赂交易相对方的工作人员、 受交易相对方委托办理相关事务的单位或者个人、 利用职权或者影响力影响交易的单位或者个人,...

2025-01-14 23:38

阿斯利康与宜联生物达成临床研究合作,共同探索联合治疗创新方案资讯

阿斯利康与宜联生物达成临床研究合作,共同探索联合治疗创新方案

双方将共同启动一项多中心、开放性、I Ib期研究,旨在评估两款药物联合治疗在实体肿瘤患者中的安全性、有效性和药代动力学。

2025-01-14 18:36

医疗科技国际化之路:新加坡如何提供全链条支持?资讯

医疗科技国际化之路:新加坡如何提供全链条支持?

随着中国医疗科技领域的快速发展,越来越多的企业具备了国际化发展的能力,正在“走出去”开辟新的市场。

2025-01-14 15:56

NVIDIA与多家行业顶尖机构达成深度合作,共促医疗健康产业蓬勃发展资讯

NVIDIA与多家行业顶尖机构达成深度合作,共促医疗健康产业蓬勃发展

在日前举办的摩根大通医疗健康大会上,NVIDIA 宣布与多家行业领先机构达成合作,这类新的合作旨在通过加速药物发现、提升基因组研究,以及利用代理式和生成式 AI 开创先进医...

2025-01-14 13:26

老牌上市药企终止PD-1项目,计提资产减值准备1.75亿元资讯

老牌上市药企终止PD-1项目,计提资产减值准备1.75亿元

近日,丽珠医药集团发布公告称,对公司及下属子公司截至2024年12月31日合并报表范围内存在减值迹象的资产进行了减值测试,并对其中存在减值迹象的资产相应计提了减值准备。

2025-01-14 10:13

尊享e生2025升级:首次全场景放开外购药械,医院药品覆盖数量再增资讯

尊享e生2025升级:首次全场景放开外购药械,医院药品覆盖数量再增

1月13日,众安保险举办“与10光,共生长”尊享e生十周年产品升级发布会,正式发布尊享e生2025版,并推出众安健康险未来将主打的两大产品系列——面向健康人群的“尊享系列”,以...

2025-01-13 20:17

PLA材料的医美应用:安全与效果的双重考验资讯

PLA材料的医美应用:安全与效果的双重考验

聚乳酸PLA,作为医美行业面部填充剂历经了3个时代大约20多年的发展,大体可分为1 0、2 0、3 0三个不同的时代;即1 0-结晶片状;2 0-普遍表面粗糙的多孔微球或实心微球;3 ...

2025-01-13 19:53

国家医保局:开展2025年定点医药机构违法违规使用医保基金自查自纠工作,肿瘤类、重症医学类、麻醉类、零售药店典型问题清单资讯

国家医保局:开展2025年定点医药机构违法违规使用医保基金自查自纠工作,肿瘤类、重症医学类、麻醉类、零售药店典型问题清单

2025年3月底前,各级医保部门根据本地化问题清单,对辖区内所有定点医疗机构和定点零售药店2023-2024年医保基金使用情况开展自查自纠。2025年4月起,国家医保局将对全国定点医药...

2025-01-13 17:32

全球首个超长效PCSK9单抗获批上市资讯

全球首个超长效PCSK9单抗获批上市

瑞卡西单抗注射间隔可长达8周,突破了目前国内外已获批的PCSK9单抗需要每2周、4周或6周的注射频次。

2025-01-13 13:17

好大夫正式牵手蚂蚁集团,共同推进“AI+医疗”创新资讯

好大夫正式牵手蚂蚁集团,共同推进“AI+医疗”创新

蚂蚁集团收购好大夫在线尘埃落定。1月11日,在2025年好大夫峰会上,双方在收购完成后首度携手亮相。好大夫在线创始人王航现场表示,共同的使命和愿景让双方走到了一起,后续好大...

2025-01-11 18:05