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Mol Cell:解答CRISPR基因编辑疑惑:为何有时无效?

2018-7-12 作者:小通   来源:生物通 我要评论4
Tags: CRISPR  基因编辑  细胞修复  
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生物化学家发现了CRISPR系统基因组编辑失败的原因,这一研究揭示了Cas9最常用的靶标。

伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员第一次指出了为什么CRISPR基因编辑有时无法生效,以及如何能帮助这一过程更为有效。

CRISPR是一种大热的基因编辑工具,它能帮助科学家们从DNA中切除不需要的基因或遗传物质,有时还可以添加上所需的序列。CRISPR使用的是一种名为Cas9的酶,它像剪刀一样切除不需要的DNA。一旦在要去除的DNA的任一侧上进行切割,细胞或者开始修复,将DNA链的两端粘合在一起,或者死亡。

在最新这项研究中,研究人员发现,当利用CRISPR进行基因编辑时,存在15%的失败率,这通常是由于Cas9蛋白与切割位点的DNA持续结合,阻止了DNA修复酶进入切口。

这是第一次发现为何CRISPR基因编辑会失败,文章作者之一,生物化学和分子遗传学副教授Bradley Merrill表示。

“我们发现,Cas9在‘dud'位置上会持续与DNA链结合,阻止了细胞启动修复过程,”Merrill说。卡住的Cas9也无法继续进行额外的DNA切割,从而限制了CRISPR的效率。

同时,研究人员也发现Cas9在存在RNA聚合酶的基因组位置上无法发挥作用,进一步研究表明,引导Cas9仅仅在DNA双螺旋的一条链上退火,能促进Cas9与RNA聚合酶之间的相互作用,有助于将“dud”Cas9转化为有效的基因组编辑位置。

具体而言,研究人员发现在基因组编辑过程中,Cas9的链选择性迫使RNA聚合酶与Cas9碰撞,使得Cas9被DNA推开。

“我感到惊讶的是,选择这一条DNA链而不是另一条DNA链,对基因组编辑产生如此强大的影响,”文章的第一作者Clarke说,“揭示这种现象背后的机制有助于我们更好地理解Cas9与基因组的相互作用如何导致某些编辑失败的原因,并且在设计基因组编辑实验时,我们可以将其应用上。”

“这一新观点对于基因组编辑,以及未来基因组编辑在临床上的应用都非常重要,”Merrill说。

同时这一发现对于了解基因组编辑的“限速步骤”——Cas9和DNA链之间的相互作用也十分重要。这意味着它是该过程中最慢的部分。因此,控制此阶段的变化最有可能影响基因组编辑的总体持续时间。

“如果我们能够减少Cas9与DNA链相互作用的时间(即Cas9与RNA聚合酶的相互作用),就可以减少酶量,降低接触,从而减少不良反应或副作用,这对于可能患者的未来疗法至关重要。”



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所属期刊:MOL CELL 影响因子:14.248 期刊论坛:进入期刊论坛
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清风拂面

谢谢分享学习

(来自:梅斯医学APP)

2018-7-13 6:45:25 回复

龙胆草

学习谢谢分享

(来自:梅斯医学APP)

2018-7-13 6:28:43 回复

惠映实验室

学习了.谢谢分享.

(来自:梅斯医学APP)

2018-7-12 23:11:11 回复

惠映实验室

学习

(来自:梅斯医学APP)

2018-7-12 23:10:45 回复

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