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利用CRISPR首次培育出单核苷酸转基因小鼠

时间:2022-12-09 12:53 点击次数:
  本文摘要:囊性纤维化、镰刀形红细胞贫血症、亨廷顿舞蹈病和苯丙酮尿症都是由单个核苷酸再次发生变异造成的疾病。作为DNA的包含单元,核苷酸分成四种有所不同的类型:腺嘌呤(Adenine,A)、胞嘧啶(cytosine,C)、鸟嘌呤(guanine,G)和胸腺嘧啶(thymine,T)。 人类DNA由约30亿个核苷酸构成。在某些情形下,仅有一个核苷酸发生变化就需要造成相当严重的疾病。科学家们期望利用一个准确的核苷酸更换这个不准确的核苷酸,从而医治这些疾病。

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囊性纤维化、镰刀形红细胞贫血症、亨廷顿舞蹈病和苯丙酮尿症都是由单个核苷酸再次发生变异造成的疾病。作为DNA的包含单元,核苷酸分成四种有所不同的类型:腺嘌呤(Adenine,A)、胞嘧啶(cytosine,C)、鸟嘌呤(guanine,G)和胸腺嘧啶(thymine,T)。

人类DNA由约30亿个核苷酸构成。在某些情形下,仅有一个核苷酸发生变化就需要造成相当严重的疾病。科学家们期望利用一个准确的核苷酸更换这个不准确的核苷酸,从而医治这些疾病。

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然而,利用当前的基因编辑工具CRISPR-Cas9更换单个核苷酸不存在技术上的挑战。如今,在一项新的研究中,来自韩国基础科学研究所(InstituteforBasicScience,IBS)基因组工程中心的研究人员利用这种风行的基因编辑技术CRISPR-Cas9的一种变体版本培育出单核苷酸编辑小鼠。涉及研究结果于2017年2月27日在线公开发表在NatureBiotechnology期刊上,论文标题为“HighlyefficientRNA-guidedbaseeditinginmouseembryos”。作为近年来经常出现的一种卓有成效的基因编辑技术,CRISPR-Cas9的起到机制是在DNA双链中的一个再次发生变异的核苷酸附近展开切割成,手术部分段DNA序列。

忽略,IBS研究人员使用Cas9蛋白的一种变体:切口酶Cas9(nickaseCas9,nCas9),同时让Cas9与一种被称作胞苷脱氨酶(cytidinedeaminase,CD)的蛋白融合在一起。CRISPR-nCas9-CD需要将一种核苷酸更换另一种核苷酸,因而也被称作碱基编辑器(BaseEditor)。2016年,美国哈佛大学的DavidLiu团队和日本神户大学的KeijiNishda团队已研发出有这种类型的脱氨酶,并且在体外培育的细胞系中展开过测试。

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IBS研究人员通过将这种技术用作小鼠胚胎中,更进一步推展它的发展。IBS研究人员在小鼠体内测试了CRISPR-nCas9-CD否需要校正Dmd基因(编码外用肌萎缩蛋白)或Tyr基因(编码酪氨酸酶)中的单个核苷酸。他们在这两种基因中都取得成功:由Dmd基因再次发生单核苷酸变异的胚胎发育而出的小鼠在它们的肌肉中不产生外用肌萎缩蛋白(dystrophin),而Tyr基因再次发生单核苷酸变异的小鼠展现出出有白化性状。外用肌萎缩蛋白显然与肌肉肌营养不良疾病相关联,而酪氨酸酶掌控黑色素产生。


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