提高小鼠和大鼠基因工程效率的新方法

由大阪大學(xué)大學(xué)院醫(yī)學(xué)研究科實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)研究所副教授Tomoji Mashimo領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員和信息與系統(tǒng)研究組織國家遺傳學(xué)研究所小鼠基因組學(xué)資源實(shí)驗(yàn)室助理教授Kazuto Yoshitomi開發(fā)了兩組新的基因修飾方法：lsODN(長單鏈寡脫氧核苷酸)和2H2OP(帶有質(zhì)粒的雙擊雙寡核苷酸)。這些方法使用CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)-Cas系統(tǒng)和ssODN(單鏈寡脫氧核苷酸)。

CRISPR-Cas系統(tǒng)使小鼠和大鼠的基因修飾變得容易。通過引入Cas9信使RNA和gRNA，gRNA識別靶向DNA并且Cas9切割靶向位點(diǎn)。通過非同源末端連接修復(fù)DNA斷裂，這導(dǎo)致DNA突變，導(dǎo)致基因敲除。

同樣地，當(dāng)用Cas9-gRNA引入ssODN時(shí)，使用供體DNA通過同源定向修復(fù)修復(fù)DNA斷裂，導(dǎo)致DNA序列的敲入具有一至數(shù)十個(gè)堿基(bp)。然而，ssODN允許合成寡核苷酸高達(dá)200bp，因此難以敲入大的DNA序列，如GFP(綠色熒光蛋白)。

通過這兩種基因修飾方法，該小組成功實(shí)現(xiàn)了GFP基因的有效和精確敲入，引入了大的基因組區(qū)域(約200kbp)，這是傳統(tǒng)上不可能的，并且用人源基因取代大鼠基因，或產(chǎn)生基因人源化動物。

這兩種敲入方法將提高小鼠和大鼠以及其他各種生物的基因工程效率，并將成為生產(chǎn)新的基因工程生物的非常有用的技術(shù)。人們高度期待這些基因工程生物將用于廣泛的研究領(lǐng)域，如藥物開發(fā)，轉(zhuǎn)化研究和再生醫(yī)學(xué)。

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