嵌套CRISPR可以使用長DNA片段進行有效的基因組編輯
CRISPR是一種通過高精度基因組編輯革新生物醫(yī)學研究的技術。然而,即使它允許相對容易地產生或校正由單個或幾個核苷酸組成的突變,它仍然具有對基因組中較大DNA片段的限制。例如,產生熒光蛋白的基因的基因組插入,例如廣泛使用的GFP,效率低,并且涉及復雜的克隆步驟。
Bellvitge生物醫(yī)學研究所(IDIBELL)的Cerón博士使用模式生物Caenorhabditis elegans來優(yōu)化該技術,從而開發(fā)出一種稱為嵌套CRISPR的方法。這種無克隆方法包括分兩步插入長DNA片段。在第一步中,將一小部分(少于200個核苷酸)的長片段插入基因組中。在第二步中,該小片段然后用作“巢”或“著陸墊”,用于有效插入較長片段(約1千堿基)。
這項研究最近發(fā)表在美國遺傳學會期刊Genetics上,引起了前所未有的興趣。具有短生命周期的模式生物如秀麗隱桿線蟲使研究人員能夠探索CRISPR的可能性和局限性。研究員Jeremy Vicencio與博士后研究人員CarmenMartínez和XèniaSerrat一起,在秀麗隱桿線蟲種系和數千種基因分型中進行了數百次顯微注射,以穩(wěn)定和令人信服地證明嵌套CRISPR的效率。
嵌套CRISPR利用商業(yè)寡核苷酸進行DNA修復的第一步,并利用通用PCR產物進行第二步。通過使用熒光蛋白標記數百個基因成為可能,這有利于大規(guī)模實驗。此外,由于嵌套的CRISPR是模塊化的,因此另外的目標肽或蛋白質也可以與這些熒光蛋白質組合。例如,該小組目前正致力于用肽標記這些熒光蛋白,這些肽允許它們以受控方式降解。
最后,由Cerib博士在IDIBELL指導的秀麗隱桿線蟲模擬小組打算使用嵌套的CRISPR替代秀麗隱桿線蟲中的基因與人類對應物。這將促使使用這種小型線蟲作為多細胞模型來研究與疾病相關的人類突變的影響。該系統(tǒng)在個性化醫(yī)學領域具有重要意義,因為它可以快速有效地提供關于突變或基因組變異(稱為多態(tài)性)的致病性的預后。
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