CRISPR基因激活指南
CRISPR-Cas9系統(tǒng)已成為眾所周知的工具,它允許研究人員編輯許多生物和細胞類型的DNA序列。然而,科學家們也越來越認識到它可以用來激活基因的表達。為此,他們已經(jīng)構(gòu)建了許多合成基因激活Cas9蛋白來研究基因功能或補償潛在治療方法中基因表達不足。
“使用CRISPR-Cas9系統(tǒng)的各種工程化變體選擇性激活基因的可能性使得許多研究人員質(zhì)疑哪種可用的合成激活Cas9蛋白用于其目的。主要的挑戰(zhàn)是所有這些都是在不同環(huán)境中獨特設計和測試的他們的相對潛力沒有并排比較,“哈佛大學Wyss生物啟發(fā)工程研究所的核心教員,合成生物學平臺的領導者,喬治教會博士說。哈佛醫(yī)學院遺傳學教授。“我們希望提供與生物醫(yī)學研究界的并列比較。”
在5月23日發(fā)表在Nature Methods上的一項研究中,Wyss研究小組報告了它如何嚴格比較和排列不同細胞類型中最常用的人工Cas9激活劑,包括人類,小鼠和蒼蠅。這些發(fā)現(xiàn)為研究人員提供了有價值的指導,使他們能夠簡化他們的工作。
該團隊還包括Wyss核心學院成員James Collins博士,他還是麻省理工學院(MIT)生物工程系和Norbert Perrimon醫(yī)學工程與科學的Termeer教授和生物工程教授。 ,博士,哈佛醫(yī)學院遺傳學教授。
激活Cas9蛋白的基因與來自具有眾所周知的基因激活電位的蛋白質(zhì)的可變結(jié)構(gòu)域融合,并進行工程化以使DNA編輯能力被破壞。在一些情況下,CRISPR-Cas9系統(tǒng)的第二組分,即將復合物靶向特定DNA序列的指導RNA,也已經(jīng)被工程化以結(jié)合基因激活因子。
“我們首先對七種先進的Cas9激活劑進行了調(diào)查,將它們相互比較,最初的Cas9激活劑可以為CRISPR-Cas9的基因激活潛能提供概念驗證。其中三種基因激活比另一種更高。候選人同時保持對目標基因的高度特異性,“Wyss研究員,該研究的共同主要作者Marcelle Tuttle說。
該團隊接著表明,三種最佳候選者在驅(qū)動人類,小鼠和果蠅細胞中基因表達水平最高的情況下具有可比性,無論其組織和發(fā)育起源如何。研究人員還指出了采用三種主要候選物進一步最大化基因激活的方法。
“在某些情況下,目標基因的最大可能激活是實現(xiàn)細胞或治療效果所必需的。當我們使用三種不同的指導RNA對三種拷貝的表現(xiàn)活化劑進行靶向時,我們設法合作增強特定基因的表達。”亞歷杭德羅查韋斯博士,博士后研究員和該研究的共同第一作者。
“CRISPR-Cas9的易用性為基因組療法的開發(fā)提供了巨大的潛力。本研究提供了有價值的新設計標準,有助于合成生物學家和生物工程師在未來開發(fā)更有效的靶向基因組工程技術(shù),”Wyss Institute Founding說。主任Donald Ingber,醫(yī)學博士,博士,哈佛醫(yī)學院血管生物學猶大民俗教授和波士頓兒童醫(yī)院血管生物學項目,哈佛大學生物工程學教授John A. Paulson工程學院應用科學。
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