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2017年2月份生物谷推荐的CRISPR亮点研究

  1. CAR-T
  2. Cas13b
  3. Cas9
  4. Cpf1
  5. CRISPR
  6. PRRSV
  7. TALEN
  8. 结核病

来源:生物谷 2017-02-27 23:00

即将过去的2月份,有哪些重大的CRISPR/Cas研究或发现呢?生物谷小编梳理了一下这个月生物谷报道的CRISPR/Cas研究方面的新闻,供大家阅读。
2017年2月27日/生物谷BIOON/---基因组编辑技术CRISPR/Cas9被《科学》杂志列为2013年年度十大科技进展之一,受到人们的高度重视。CRISPR是规律间隔性成簇短回文重复序列的简称,Cas是CRISPR相关蛋白的简称。CRISPR/Cas最初是在细菌体内发现的,是细菌用来识别和摧毁抗噬菌体和其他病原体入侵的防御系统。

即将过去的2月份,有哪些重大的CRISPR/Cas研究或发现呢?生物谷小编梳理了一下这个月生物谷报道的CRISPR/Cas研究方面的新闻,供大家阅读。

1.Nature:利用CRISPR/Cas9构建出更加强效的CAR-T细胞
doi:10.1038/nature21405
在一项新的研究中,来自美国斯隆凯特林癌症纪念中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)的研究人员利用CRISPR/Cas9的力量构建出更加强效的嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor CAR)T细胞(CAR-T细胞),从而增强小鼠体内的肿瘤免疫排斥。这一出于意料的发现揭示出CAR免疫疗法的一些细节,并且突出展现了利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术推动癌症免疫疗法的潜力。

CRISPR/Cas9是一种基因组编辑工具,能够让科学家们精确地切割和操纵细胞中的DNA。在这项新的研究中,这些研究人员证实CRISPR/Cas9技术能够运送CAR基因到T细胞基因组中的特定位点上。这种精准的方法能够更强健地构建出CAR-T细胞---它们能够持续更长的时间地杀死肿瘤细胞,这是因为它们更不容易耗竭。这可能潜在地导致在病人体内更加安全地和更加高效地使用这种强大的免疫疗法。

论文通信作者、斯隆凯特林癌症纪念中心基因转移与基因表达实验室科学家Michel Sadelain博士说,“癌细胞总是无休止地试图躲避治疗,因此我们需要能够制造出与它们相匹配的并且比它们活得更长的CAR-T细胞。这一新的发现证实我们可能能够利用基因组编辑的力量内在地改进这些‘活细胞疗法’。我们迫切地持续探究基因组编辑技术如何可能给我们提供下一代CAR-T细胞疗法。”

2.Nat Commun:科学家应用迄今最小的Cas9基因剪刀治疗眼疾
doi:10.1038/ncomms14500

来自韩国的科学家利用工程技术开发出了迄今最小的CRISPR-Cas9,并通过腺相关病毒(AAV)运载到小鼠的肌细胞和眼部,用以修饰引起失明的一个基因。相关研究结果发表在国际学术期刊Natue Communications上。

最常见的CRISPR-Cas9技术所使用的Cas9来自于化脓性链球菌,但是这种Cas9蛋白包含1368个氨基酸,无法通过AAV进行包装和运载。还有一种来自金黄色葡萄球菌的Cas9也可以用于基因编辑,虽然只有1053个氨基酸可以通过AAV进行运载但是这样就没有足够空间用来装载其他蛋白。

在这项研究中,研究人员发现CjCas9既有效又足够小,只有984个氨基酸组成,可以和超过一条引导RNA以及一个荧光报告蛋白一起包装进AAV里。研究人员又对这项技术的一些方面进行了优化。随后他们将新的CRISPR-Cas9系统包装到AAV里,同时还有两条引导RNA和一个荧光报告蛋白,用来对小鼠肌肉和眼部的基因进行突变。他们选择了两个参与衰老相关黄斑变性的基因,这种疾病会导致成年人失明。

其中一个基因是治疗该疾病的一个常见靶点,叫做VEGF A,另外一个是能够激活VEGF A基因转录的转录因子HIF-1a。在这项研究中,研究人员证明通过AAV运载到视网膜的CjCas9能够有效抑制小鼠Hif1a和VEGF A基因的激活,减少脉络膜新血管形成的面积。

3.CRISPR专利争夺战或尘埃落定:张锋团队取得决定性胜利

北京时间2月16日(美东时间2月15日),美国专利局审查与上诉委员会作出裁决,判定张锋(Feng Zhang)及哈佛大学与麻省理工学院Broad研究所申请的CRISPR基因编辑专利,与加州大学伯克利分校研究者Dougna和欧洲合作者Charpentier的CRISPR发现,并不存在冲突,"no interference in fact"。这也就表明,两家的研究发现并不重复,因此张锋(Feng Zhang)与Broad研究所得以继续保留其2014年获批的CRISPR专利权;这场天价的专利争夺战,至少在当前已经结束,张锋取得了巨大胜利。

2012年,一种名为“CRISPR/Cas9”的DNA编辑技术横空出世。从那时开始,CRISPR/Cas9被用于很多生物系统中进行基因组编辑,在各大顶级期刊上发表了大量文章,可算是赚足了眼球。随着CRISPR/Cas9基因编辑系统逐渐进化,并趋于成熟,从学术界的共享走向专利申请以及商业化的道路也逐渐清晰起来。然而科学家们还面临着很多问题,比如,CRISPR/Cas9的专利申请利。

加利福尼亚大学的研究者Jennifer Doudna及瑞典于默奥大学的研究者Emmanuelle Charpentier首先联合提出了专利申请,2012年她们首次在Science杂志发表论文阐明了Cas9酶可以定向切割离体DNA的特殊位点,同时于当年5月25日提交了专利申请;此时来自MIT Broad研究所及哈佛大学的研究者张锋(Feng Zhang)在2013年所发表的一篇论文中阐述了CRISPR–Cas9技术在哺乳动物机体中的应用,同时他们也于2012年12月12日提交了专利的申请。

尽管伯克利的研究小组首先提交了专利申请,但随后张锋(Feng Zhang)团队提交了加快审核专利的计划,并于2014年4月最终获得了该专利;随后来自伯克利的研究者要求对Broad研究组的最早专利以及另外11项专利进行专利干涉,2016年1月11日美国专利商标局(USPTO)接受了伯克利研究小组的请求。一场围绕CRISPR-Cas9的专利大战也随之打响了,两个团队分别号称自己最先发明了这项技术,双方各执一词,整个生物界莫衷一是。

此前双方都已提交了大量文件,而他们争论的焦点不仅在于谁发明了CRISPR,还有谁首先解决了这项科技关键问题。这就是龃龉所在。伯克利认为2012年Doudna的研究发表后,任何人都能够将这一技术用于编辑真核细胞(一种人类和动物细胞)。这一技术的衍生发展显而易见,易如反掌;因此张锋(Feng Zhang)的专利缺乏法律依据。Broad研究所则认为,这绝无可能,将理论知识真正应用于编辑复杂器官是一次巨大的进步,张锋获得专利是实至名归。

在今天的裁决中,法官们认为在张锋(Feng Zhang)之前没有研究人员能够绝对地确认,CRISPR能用于有核细胞(比如人类细胞),而张锋(Feng Zhang)研究团队的发明,并非简单的扩展。因此,他们判定张锋(Feng Zhang)得以保留其专利。然而在听取裁决后,加大伯克利分校发表声明,她们表示尊重裁决,但同时也坚持认为是Dougna与Charpentier首先发明了CRISPR系统。

4.Cell:张锋发表综述详细介绍第二类CRISPR-Cas系统
doi:10.1016/j.cell.2016.12.038

近期张锋教授也与另外两位学者在Cell杂志上发表了题为“SnapShot: Class 2 CRISPR-Cas Systems”的特写文章,介绍了新一代CRISPR基因组编辑系统:Class 2 CRISPR-Cas Systems。

2015年,张锋及其同事们就报告称发现了一种不同的CRISPR系统,具有潜力实现更简单、更精确的基因组工程操作。这个新系统是通过在不同类型的细菌中搜寻了成百上千种的CRISPR系统,寻找具有有用特性的酶,结果来自氨基酸球菌属(Acidaminococcus)和毛螺菌科(Lachnospiraceae)的Cpf1酶成为新的候选物。

这一新发现的Cpf1系统有几个重要的方面不同于以往描述的Cas9,在生物通最先报道的张锋Cell:新一代CRISPR基因组编辑系统这篇文章中就提到:Cpf1系统更简单一些,它只需要一条RNA。Cpf1酶也比标准SpCas9要小,使得它更易于传送至细胞和组织内;Cpf1以一种不同于Cas9的方式切割DNA。当Cas9复合物切割DNA时,它切割的是同一位点的两条链,留下的“平端”(blunt ends)在重新连接时往往会发生突变。采用Cpf1复合物生成的两条链切口是偏移的,在裸露端留下了短悬端(overhang)。这预计有助于精确插入,使得研究人员能够更有效及精确地整合一段DNA;Cpf1切口远离识别位点,这意味着即便在切割位点靶基因突变,仍然可以进行再度切割,提供了多次机会来校正编辑;Cpf1系统为选择靶位点提供了新的灵活性。像Cas9一样,Cpf1复合物必须首选附着PAM,短序列,选择的靶点靠近自然存在的PAM序列。Cpf1系统识别的PAM序列与Cas9截然不同。这在靶向某些基因组如疟原虫及人类基因组时可能是个优势。

文章指出,第二类CRISPR-Cas系统基于不同的效应蛋白家族,可以分为3种类型和9种亚型,其中譬如Cas9和Cas12a(Cpf1)已成功地用于基因组工程。在此前的研究中,张锋研究组也采用了一种新生物信息学方法来发现暂时被命名为C2c1、C2c2和C2c3的新蛋白,他们开发出一系列的计算方法来搜索NIH基因组数据库,鉴别新的CRISPR-Cas系统。

5.PLoS Pathog:利用CRISPR/Cas9培育出抵抗病毒感染的基因编辑猪
doi:10.1371/journal.ppat.1006206
在一项新的研究中,来自英国爱丁堡大学、皮尔布赖特研究所和Genus公司(Genus plc)的研究人员培育出基因编辑猪。这些猪可能免受一种每年导致养猪业损失数十亿欧元的病毒感染。相关研究结果于2017年2月23日发表在PLoS Pathogens期刊上,论文标题为“Precision engineering for PRRSV resistance in pigs: Macrophages from genome edited pigs lacking CD163 SRCR5 domain are fully resistant to both PRRSV genotypes while maintaining biological function”。

这些基因编辑猪是这些研究人员利用先进的基因编辑技术培育出的。它们潜在地抵抗猪繁殖与呼吸综合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome, PRRS)。PRRS是由一种病毒导致的,因此,该病毒被称作为猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRS virus, PRRSV)。

初步的测试结果揭示出来自这些基因编辑猪的细胞完全抵抗导致这种疾病的两种主要的PRRSV基因型感染。

已有研究证实PRRSV靶向被称作为巨噬细胞的免疫细胞。这些细胞表面上的CD163分子在能够让PRRSV建立感染中发挥着关键性的作用。

这些研究人员利用基因编辑工具CRISPR/Cas9切除猪DNA中的CD163基因的一小部分。

利用来自这些CD163基因发生修饰的基因编辑猪的细胞开展实验室测试,结果证实这些猪的DNA发生的变化阻断PRRSV的感染能力。

6.Genome Biol:西北农大张涌团队首次利用CRISPR技术培育出抵抗结核病的奶牛
doi:10.1186/s13059-016-1144-4

在一项新的研究中,来自中国西北农林科技大学动物医学院的研究人员首次利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功地培育出具有增加抵抗牛结核病能力的奶牛。相关研究结果于2017年2月1日发表在Genome Biology期刊上,论文标题为“Single Cas9 nickase induced generation of NRAMP1 knockin cattle with reduced off-target effects”。

研究人员利用CRISPR/Cas9n技术将NRAMP1基因插入到来自雌性奶牛的牛胎儿成纤维细胞基因组中。随后,这些细胞在一种被称作体细胞核移植的过程中用作供体细胞。在这种体细胞核移植中,将来自携带这种新基因的供体细胞的细胞核导入到来自雌性奶牛的卵细胞中。他们在实验室中培养这些卵细胞,随后将它们转移到具有正常妊娠周期的母奶牛体内。作为对比,也利用标准的CRISPR/Cas9技术开展这些实验。

利用CRISPR技术培育出总共11只携带这种新基因的小奶牛,它们能够接受结核病抵抗性和脱靶效应评估。对这些小奶牛的基因分析结果揭示出已将NRAMP1基因成功地插入到所有小奶牛的基因组靶位点上。在利用这种新的CRISPR/Cas9n技术成功地插入NRAMP1基因的小奶牛中,没有一只小奶牛具有任何可检测到的脱靶效应,而之前利用CRISPR/Cas9技术成功地插入NRAMP1基因的小奶牛中,所有的小奶牛都存在脱靶效应。

当这些小奶牛接触牛结核分枝杆菌(导致牛结核病的细菌)时,研究人员通过测量血液样品中标准的感染标志物,发现这些转基因小奶牛表现出增加的牛结核病抵抗性。他们也发现从这些小奶牛中提取出的白细胞在实验室测试中更加抵抗牛结核分枝杆菌感染。

7.JRSI:利用CRISPR-噬菌体共进化解释混乱的实验结果
doi:10.1098/rsif.2016.0905
一项新的研究提示着计划利用CRISPR基因组编辑系统产生定制的肠道细菌的科学家们可能需要解释这种微生物免疫系统的动态进化。

CRISPR是一种获得性免疫系统。它允许细菌和其他的单细胞生物储存DNA片段,从而保护它们自己免受被称作噬菌体的病毒感染。这种系统允许原核生物细胞“记住”它之前遭遇到的噬菌体,并对它产生免疫防御。

在这项新的研究中,Deem和前研究生Pu Han发现噬菌体和细菌之间存在微妙的相互作用。根据这两者彼此多久相遇和其中的一方如何快速地对另一方产生防御力,这种相互作用能够发生变化。这项研究记录了细菌和噬菌体之间存在的一种奇怪的存活-灭绝模式,这有助解释貌似相互冲突的让CRISPR研究人员头疼不已的实验结果。

就像所有的生物一样,仅攻击单细胞生物的噬菌体持续地发生进化。Deem说,它们发生突变和改变它们的DNA序列的速率是能够影响CRISPR如何好地识别和抵抗它们的一个变量。CRISPR持续地添加新的DNA片段,抛弃旧的DNA片段。在利用CRISPR建模时,另一种必需考虑在内的因素是CRISPR仅有有限的空间来储存噬菌体DNA。还有一种变量是相遇率(encounter rate),即细菌和噬菌体多久相接触。

在这项新的研究中,Deem和Han(如今是谷歌公司的一名软件工程师)发现相遇率和突变率的某些组合产生一种意料之外的结果,即一种五状态图:基于CRISPR的添加-抛弃率和细菌-噬菌体的相遇率之间的复杂相互作用,在两种状态中,噬菌体茁壮成长;在另外两种状态中,噬菌体几乎被消灭。

Deem说,“一般而言,我们可能期待在较高的相遇率下,CRISPR免疫系统会导致噬菌体灭绝,这是因为该系统足够频繁地遇到这些噬菌体以至于它当前含有它们的DNA拷贝。在我们的状态图中,我们将这种情形称为第四种状态。我们的首个有趣的发现是尽管在这种情形下,灭绝是可能发生的,但是总是存在一种可能:我们计算出这些噬菌体将会逃脱而不会灭绝。这种自然变异是令人关注的。”

“第二种发现是随着我们降低噬菌体与细菌之间的相遇率,如今每个单位时间里存在更少的噬菌体感染细菌,这些细菌获得来自噬菌体的DNA的几率也随之下降了,因而如今这些噬菌体能够与这些细菌共存。我们将这种情形称为第三种状态。因此,噬菌体从灭绝切换到不灭绝,也就是如今,这两者共存。这是预料中的,也是非常合情合理的。”

“令人吃惊的是,我们发现进一步降低这种相遇率,也就是细菌如今有更少的几率将来自噬菌体的DNA整合到CRISPR中,这会导致另一种状态出现:噬菌体陷入灭绝的境地。这就是第二种状态。人们并没有预料到这一点。”

在研究这种结果时,Deem和Han发现第二种灭绝状态发生的原因在于噬菌体感染率和细菌生长率都是相同的,对这些噬菌体产生免疫力的任何一种细菌菌株将足够快地增殖以至于它们在与所有其他的细菌和噬菌体的竞争中胜出。在这种灭绝状态下,CRISPR中的单个病毒DNA拷贝允许这种细菌菌株战胜噬菌体。这就不同于第四种状态:在较高的相遇率下,CRISPR中的很多个病毒DNA拷贝允许多种细菌菌株战胜噬菌体。

Deem说,“针对CRISPR是否能够控制噬菌体和在什么情形下会导致共存出现,人们存在一些争议。这种现象出现的原因在于不同的实验产生来自第二种状态、第三种状态和第四种状态的结果。我们的结果阐明了这些状态的范围,并且证实这种范围至少是部分上测量的。”

Deem说,这些发现仅适用于CRISPR在细菌和原核系统中的使用。当科学家们试图利用CRISPR基因编辑工具对这些有机体或影响它们的噬菌体进行修饰时,就应当考虑这种动态进化。

8.Mol Cell:张锋发现靶向RNA“新魔剪”,CRISPR家族再次壮大!
doi:10.1016/j.molcel.2016.12.023

近日,发表在Molecular Cell杂志上题为“Cas13b Is a Type VI-B CRISPR-Associated RNA-Guided RNase Differentially Regulated by Accessory Proteins Csx27 and Csx28”的研究中,张锋带领的研究小组发现了两个新型的RNA靶向CRISPR系统。这类新系统利用了一种新的Cas酶——Cas13b。

研究发现,Cas13b具有靶向和编辑RNA的能力。仅靶向RNA的这一能力使得研究人员能够以高通量地方式特异性地操纵RNA,从而用于研究广泛的生物过程。

Broad研究所的报道称,为寻找CRISPR系统,张锋实验室采用计算机数据挖掘方法搜寻了不同微生物的基因组。不同于先前的生物信息学方法,张锋和他的研究小组致力于寻找缺乏cas1基因(与CRISPR免疫力相关的最常见的基因)的系统,以期找到新的CRISPR系统。

这一新发现的酶与张锋研究组去年6月在Science杂志上(论文:C2c2 is a single-component programmable RNA-guided RNA-targeting CRISPR effector)提出的Cas13a(先前被称为C2c2,一种RNA靶向酶)有一些共同的特性。

像Cas13a一样,Cas13b仅需要单个向导RNA就能找到靶标,并且从遗传学的角度是可编码的。此外,Cas13b能够同时靶向多个RNA转录本。但Cas13b也有一些独特的特点,表明它与Cas13a是不同的。这些特性使得Cas13b更适用于微调基因功能。

该研究的共同第一作者Neena Pyzocha说:“Cas13b是一个最新的基因编辑工具。我们期望它能够在未来支持一些研究进展的产生。”

9.Nat Commun:利用CRISPR/Cpf1改进大豆油中的脂肪含量
doi:10.1038/ncomms14406
在一项新的研究中,来自韩国基础科学研究所(Institute for Basic Science, IBS)基因组工程中心的研究人员利用新的CRISPR-Cpf1技术成功地对改变大豆油中的脂肪含量的两个基因进行编辑。CRISPR-Cpf1是一种更为广泛使用的基因编辑工具CRISPR-Cas9的替代性方法。这种新的植物基因编辑方法对大豆和野生烟草基因进行编辑取得的结果于2017年2月16日在线发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“CRISPR/Cpf1-mediated DNA-free plant genome editing”。

IBS研究人员设计CRISPR-Cpf1复合物对大豆中的两个FAD2基因进行切割。这两个基因是将油酸(一种脂肪酸)转化多不饱和亚油酸(另一种脂肪酸)的通路的一部分。通过让这两个FAD2基因发生突变,大豆种子中的油酸比例增加了,这导致更加健康的脂肪含量产生。

IBS研究人员也证实CRISPR-Cpf1并不能够切割大豆基因组中的非靶标位点。这些结果证实CRISPR-Cpf1是一种高度有效的技术。再者,这种方法是100%的不含有DNA(DNA-free)。它通过化学合成crRNA而无需导入外源DNA。这消除了外源DNA(用作RNA合成的模板)残留的风险。

IBS研究人员也发现相比于CRISPR-Cas9,CRISPR-Cpf1具有至少三种益处:CRISPR-Cpf1技术具有更短的crRNA,因此能够化学合成这种RNA;CRISPR-Cpf1在靶基因上产生更大的序列删除(7个碱基对),因而让这种基因完全失去作用;Cpf1的切割类型可能有助优化基因编辑过程。

10.Genome Res:利用CRISPR-Cas9基因外科手术阻止失明
doi:10.1101/gr.219089.116

据估计,每10名65岁以上的人就将近有1人具有一些年龄相关黄斑变性(age-related macular degeneration, AMD)的症状,而且它的发病率可能由于人口老龄化而发生增加。AMD是一种失明的病因,在白种人中比较常见,导致视觉变形和盲点。在一项新的研究中,来自韩国基础科学研究所(Institute for Basic Science, IBS)基因组工程中心的研究人员报道利用CRISPR-Cas9在支持小鼠视网膜的组织层中开展“基因外科手术(gene surgery)”。

注射抗VEGF药物是抵抗AMD的最为常见的疗法,但是每年至少需要注射7次,这是因为VEGF在病变的视网膜色素上皮的细胞中持续地过量表达。IBS研究人员并没有采用这些侵入性疗法。他们认为基于第三代基因编辑工具CRISPR-Cas9的基因疗法可能会改善这种情况。IBS基因组工程中心主任KIM Jin-Soo解释道,“这种注射有效果,但是不能解决这种疾病的主要原因。通过对VEGF基因进行编辑,我们能够实现更为长期的治愈。”

在这项研究中,这种CRISPR-Cas9系统在VEGF基因内部的一个靶位点上进行切割。两年前,IBS研究人员已证实CRISPR-Cas9的一种预组装版本(即Cas9核糖核蛋白)能够被运送到细胞和干细胞中,修饰靶基因。这种预组装复合物快速地发挥作用,并且在身体有时间对它产生免疫反应之前降解掉。尽管存在这些优势和之前取得的成功,运送预组装的CRISPR-Cas9存在的困难限制了它在治疗上的使用。

在这项研究中,IBS研究人员成功地将CRISPR-Cas9复合物注射到湿性AMD模式小鼠的眼睛中,对VEGF基因进行局部修饰。他们首先发现运送预组装的CRISPR-Cas9复合物要比利用质粒运送相同的组分更加高效。其次,这种复合物在注射仅72小时后会消失。他们评估了这些小鼠的整个基因组,结果发现这种CRISPR-Cas9复合物仅修饰VEGF基因,而不影响其他的基因。通过研究脉络膜新生血管(choroidal neovascularization, CNV)监控这种眼睛疾病的进展,他们发现CNV区域下降了58%。CNV指的是在视网膜和巩膜之间形成新的血管,而且它是湿性黄斑变性的一个常见问题。再者,一种可能在这些小鼠体内仅需3天就会出现的副作用,即视锥功能障碍,在治疗一周后并没有发生。

11.ACS Nano:新型纳米颗粒运输系统或能克服CRISPR基因编辑障碍 有效改善疗法效率
doi:10.1021/acsnano.6b07600
近日,一项刊登在国际杂志ACS Nano上的研究报告中,来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员通过研究利用纳米颗粒设计出了一种新系统能够帮助CRISPR/Cas9系统跨过细胞膜进入到细胞核中,同时还能够避免被细胞器所捕获。

研究者Rubul Mout说道,CRISPR由两种组分组成,包括名为Cas9的剪刀样蛋白和名为sgRNA的RNA分子,sgRNA分子能够引导Cas9进入到靶点位置,一旦Cas9-sgRNA配对进入到细胞核的目的基因处,其就开始查询细胞核中的遗传错误,并且对其进行修复来帮助宿主细胞修复细胞机器。

研究者Rotello, Mout以及同事所开发的这种新型运输方法主要对Cas9蛋白(Cas9En)以及纳米载体进行了工程化操作;通过精细地调节工程化Cas9En和纳米颗粒之间的相互作用,研究者构建出了特殊的运输载体,这些载体能够携带Cas9蛋白以及sgRNA同细胞膜接触并且融合,最终将Cas9:sgRNA直接释放到细胞质中。

研究者指出,Cas9蛋白有一种核引导序列,其能够引导复合体进入到目的地,关键就在于Cas9蛋白进行调节,如今研究人员已经实现了成功将Cas9蛋白和sgRNA配对运输到细胞核中,同时还能够使其不被细胞器所捕获,这样一来利用复杂的显微镜技术研究者就能够实时观察整个运输过程。

12.Development:基因工程母鸡孵出不同父母羽毛的小鸡
doi:10.1242/dev.145367

我们已经看到基因编辑和基因转移技术被用于创造更好的酵母、更大的树木及“荧光猪崽”等。而现在爱丁堡大学罗斯林研究所的研究人员在美国生物技术公司Recombinetics的帮助下,使用基因编辑技术来创建代孕母鸡,其产下的蛋具有不同父母的遗传信息。

该团队使用一种称为转录激活子样效应因子核酸酶(TALEN)的基因编辑工具(与CRISPR / Cas9相似),以删除鸡基因中与生育力相关的组成部分,这部分被称为DDX4。这些母鸡不能产生它们自己的卵子,但植入干细胞后能被充当代孕母亲。这些母鸡产下的鸡蛋具有遗传性。

首席研究员Mike McGrew博士表示:“这些鸡是拯救和保护稀有家禽品种免受经济和气候压力损失及保护家禽生物多样性的第一步。”

这项研究发表在国际学术期刊《Development》上。(生物谷 Bioon.com)

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