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      大腦中的基因編輯得到了重大升級(jí)
      
			
      
				2019-05-20 10:44:32
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      基因組編輯技術(shù)徹底改變了生物醫(yī)學(xué)科學(xué)，提供了一種快速簡(jiǎn)便的基因修飾方法。然而，允許科學(xué)家進(jìn)行最精確編輯的技術(shù)在不再分裂的細(xì)胞中不起作用 - 包括大腦中的大多數(shù)神經(jīng)元。到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)在大腦研究中的應(yīng)用有限。研究員Jun Nishiyama，醫(yī)學(xué)博士，研究科學(xué)家，Takayasu Mikuni，醫(yī)學(xué)博士，博士，Ryohei Yasuda博士，科學(xué)主任，博士。在馬克斯普朗克佛羅里達(dá)神經(jīng)科學(xué)研究所(MPFI)開(kāi)發(fā)了一種新工具，它首次允許在成熟神經(jīng)元中進(jìn)行精確的基因組編輯，為神經(jīng)科學(xué)研究開(kāi)辟了巨大的新可能性。
      

      大腦中的基因編輯得到了重大升級(jí)
      

      這種新穎而強(qiáng)大的工具利用了新發(fā)現(xiàn)的CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，這是一種最初在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的病毒防御機(jī)制。當(dāng)置于神經(jīng)元等細(xì)胞內(nèi)時(shí)，CRISPR-Cas9系統(tǒng)會(huì)在特定目標(biāo)位置破壞DNA。然后，細(xì)胞主要采用兩種相反的方法修復(fù)這種損傷;一種是非同源末端連接(NHEJ)，其傾向于易于出錯(cuò)，并且是同源定向修復(fù)(HDR)，其非常精確并且能夠經(jīng)歷特定的基因插入。HDR是更理想的方法，允許研究人員根據(jù)預(yù)期目的靈活地添加，修改或刪除基因。
      

      在大腦中誘導(dǎo)細(xì)胞以?xún)?yōu)先利用HDR DNA修復(fù)機(jī)制一直是相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的。最初認(rèn)為HDR僅作為體內(nèi)活躍增殖細(xì)胞的修復(fù)途徑。當(dāng)前體腦細(xì)胞成熟為神經(jīng)元時(shí)，它們被稱(chēng)為有絲分裂后或非分裂細(xì)胞，使成熟的大腦基本上無(wú)法進(jìn)入HDR - 或者研究人員之前認(rèn)為。研究小組現(xiàn)在已經(jīng)證明大腦的有絲分裂后神經(jīng)元可能會(huì)主動(dòng)接受HDR，稱(chēng)之為“vSLENDR(通過(guò)CRISPR-Cas9介導(dǎo)的同源定向修復(fù)進(jìn)行病毒介導(dǎo)的內(nèi)源蛋白質(zhì)單細(xì)胞標(biāo)記)”。該過(guò)程成功的關(guān)鍵因素是CRISPR-Cas9和病毒的組合使用。
      

      腺相關(guān)病毒(AAV)是一種低免疫原性，無(wú)毒的病毒，被科學(xué)家用作各種基因的有效傳遞機(jī)制。該病毒可有效提供HDR所需的供體模板，提高其效率。該團(tuán)隊(duì)首先將用于基因組編輯的必要機(jī)制打包到AAV中，并將其遞送至表達(dá)轉(zhuǎn)基因Cas9的小鼠的神經(jīng)元，在腦后有絲分裂神經(jīng)元中實(shí)現(xiàn)了非常有效的HDR。
      

      他們接下來(lái)創(chuàng)建了一個(gè)雙病毒系統(tǒng)，允許他們?cè)跊](méi)有設(shè)計(jì)用于表達(dá)Cas9的動(dòng)物中使用該技術(shù)。他們?cè)诶夏臧柎暮Ｄ⌒∈竽Ｐ椭袦y(cè)試了這種雙病毒系統(tǒng)，表明vSLENDR技術(shù)即使在高齡時(shí)也適用于病理模型。
      

      vSLENDR是基礎(chǔ)科學(xué)和轉(zhuǎn)化科學(xué)的強(qiáng)大新工具，無(wú)論細(xì)胞類(lèi)型，細(xì)胞成熟度，大腦區(qū)域或年齡如何，都能夠精確編輯遺傳信息。新的vSLENDR更加高效，靈活，簡(jiǎn)潔，使研究人員能夠以前所未有的輕松方式研究無(wú)數(shù)的大腦過(guò)程和功能。同樣重要的是它在神經(jīng)病理學(xué)疾病模型中的潛在用途，加速研究和開(kāi)發(fā)新療法;建立今天的基礎(chǔ)科學(xué)作為未來(lái)治療的基礎(chǔ)。
      
			

			
        
      
			
      
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