4月11日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院賴良學(xué)課題組在國(guó)際期刊Cellular and Molecular Life Sciences在線發(fā)表了新的基因編輯研究成果“Engineering CRISPR/Cpf1 with tRNA promotes genome editing capability in mammalian systems”。
CRISPR/Cpf1是一種新型RNA引導(dǎo)的基因編輯工具，與目前廣泛應(yīng)用的CRISPR/Cas9相比，有更高的特異性，脫靶率更低，并且Cpf1能識(shí)別富含T堿基的間隔物相鄰基序（PAM），擴(kuò)大了CRISPR基因編輯系統(tǒng)的使用范圍。但其靶向效率要低于Cas9，限制了Cpf1在基因編輯中的實(shí)際應(yīng)用，目前僅在人類細(xì)胞系和小鼠胚胎中有過相關(guān)報(bào)道，還沒用在大動(dòng)物中實(shí)現(xiàn)有效的基因編輯。在本研究中，研究人員開拓性地利用哺乳動(dòng)物轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)內(nèi)源剪切機(jī)制，對(duì)Cpf1 引導(dǎo)RNA(gRNA)進(jìn)行了改造，極大地提高了Cpf1在細(xì)胞系和動(dòng)物胚胎中的基因編輯效率。課題組應(yīng)用經(jīng)改造的新型Cpf1 基因編輯系統(tǒng)，成功獲得了首例Cpf1基因修飾家兔和豬模型。
衰老是目前生命科學(xué)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一，目前的哺乳動(dòng)物模型只有小鼠模型。通過胚胎注射，對(duì)家兔的WRN基因進(jìn)行了編輯，獲得世界首例家兔成年早衰模型，為衰老研究提供新的動(dòng)物模型。此外，通過Cpf1介導(dǎo)的體細(xì)胞基因編輯與細(xì)胞核移植技術(shù)，課題組還獲得了兩種基因編輯豬模型，經(jīng)點(diǎn)突變PLN基因缺失第14位精氨酸導(dǎo)致的擴(kuò)張型心肌病豬模型以及DMD基因敲除形成的杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥豬模型，以上兩種模型豬為研發(fā)相應(yīng)疾病治療的新的治療手段，包括藥物治療、基因治療和干細(xì)胞治療提供了理想的大動(dòng)物疾病模型。
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