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Nat Biotechnol:新技术实现大鼠多基因同步敲除

来源:中国科学报 2013-12-19 17:58

由中科院动物所研究员周琪领导的生殖工程研究组,首次利用CRISPR-Cas技术在大鼠上实现了多基因同步敲除,从而推动了基因修饰大鼠成为重要的动物模型。相关成果日前在线发表于《自然—生物技术》杂志。

据了解,在生物医学研究中,研究者通常采取基因敲除的手段来探究动物特定基因与疾病的关系。虽然小鼠和大鼠都是最常用的模式动物,但大鼠的基因敲除技术较为滞后。

“相比小鼠,大鼠在生理上与人更加接近,而且体形较大,在生物医学实验中更容易操作。”论文第一作者李伟博士在接受《中国科学报》记者采访时表示,由于大鼠基因操作技术的滞后,基因修饰大鼠在生物医学等研究中的应用远远落后于基因修饰小鼠。

据介绍,在实验中,敲除一个基因很容易实现,但动物的某个性状往往由几个基因同时控制,因此多基因同步敲除技术更为重要。不过,目前多基因同步敲除还存在技术上的障碍。

“动物的基因组包含海量的序列信息,有20亿到30亿个碱基对,但在做基因修饰时只是针对几十或几百个特定的碱基对,这就要进行特异位点识别。”李伟表示,CRISPR-Cas技术利用一段与靶序列相同的核糖核酸序列来引导Cas核酸酶对特异靶向DNA进行识别和切割,使得多基因同时靶向识别变得容易实现。

研究人员利用CRISPR-Cas系统诱导大鼠的Tet1/Tet2/Tet3基因敲除,实现了效率高达100%的双等位基因纯合突变的单基因敲除和接近60%高效率的三基因同时敲除大鼠,并且证明CRISPR-Cas系统引入的基因修饰可通过生殖细胞传递到下一代。(生物谷Bioon.com)

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Nature Biotechnology             doi:10.1038/nbt.2652

Simultaneous generation and germline transmission of multiple gene mutations in rat using CRISPR-Cas systems

Wei Li,  Fei Teng,  Tianda Li  & Qi Zhou

CRISPRs are clustered, regularly interspaced, short palindromic repeats present in many bacteria and archaea genomes. Proteins encoded by CRISPR-associated (Cas) genes serve as guardians of the genome, which target foreign DNA at specific sites by means of small CRISPR RNA (crRNA)-guided DNA recognition and degradation1, 2, 3, 4.…

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