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中科院营养所研究发现降低CRISPR脱靶率新方法

来源:SIBS 作者:编辑 人气: 发布时间:2016-11-21
摘要:9月24日,国际学术期刊 Molecular Therapy 在线发表了中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所丁秋蓉研究组的最新研究成果A Self-restricted CRISPR System to Reduce Off-target Effects。该研究对现有的CRISPR系统进行改造,成功降低了CRISPR的脱靶率

9月24日,国际学术期刊Molecular Therapy在线发表了中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所丁秋蓉研究组的最新研究成果“A Self-restricted CRISPR System to Reduce Off-target Effects”。该研究对现有的CRISPR系统进行改造,成功降低了CRISPR的脱靶率。

  CRISPR基因组编辑被广泛用于多种细胞和动物模型的基因组序列改造,在科学研究和临床转化方面有很大的应用价值。现有的多数实验条件下CRISPR材料的导入主要通过病毒载体,如慢病毒用于体外细胞基因编辑,腺病毒或腺相关病毒用于在体细胞基因编辑。病毒载体的利用提供了高效的转导效率,但病毒载体在细胞内的驻留导致CRISPR长时间的组成性表达,会显著扩大潜在的脱靶效应。虽然目前已有多个方法体系用于降低CRISPR脱靶效率,但往往需要特殊载体的构建,额外基因的表达以及小分子诱导物的加入,增加了系统的复杂性

  在丁秋蓉研究员的指导下,研究生陈彦好等构建了一个自我控制型(self-restricted) CRISPR系统,即在靶向目的基因的同时靶向Cas9基因本身,从而显著降低病毒导入系统中Cas9的表达时间,增加其靶向特异性(图1)。研究人员在Huh7细胞中以慢病毒载体导入的CRISPR为例,检测了self-restricted CRISPR系统的靶向效率和特异性。实验结果表明感染Hun7细胞后self-restricted lentiCRISPR载体相比普通的lentiCRISPR载体同样可以高效切割目的基因片段;而对细胞进行病毒感染长达20天后的脱靶效应检测发现,self-restricted CRISPR相比于普通CRSIPR可以显著降低脱靶效应。该系统只需要在原有的CRISPR载体中简单地增加一条靶向Cas9的向导RNA表达,操作简单,可直接借鉴应用于体外和体内多种CRISPR平台以降低脱靶效率。目前该方法已提交专利申请。

  该研究获得了中科院百人计划、国家青年千人计划和上海浦江人才计划的相关资助。

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