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CRISPR-Cas3创新有助于治愈疾病

 2019/4/15 9:54:51 《最新论文》 作者:康奈尔大学 我有话说(0人评论) 字体大小:+

这种名为CRISPR-Cas3的新系统可以有效地从人类基因组中的目标位点清除长链DNA,这在更传统的CRISPR-Cas9系统中是不容易实现的。(股票图像)

图片来源:©MG / Fotolia

康奈尔研究员是开发新型基因编辑CRISPR系统的领导者,他的同事们首次在人体细胞中使用了这种新方法 - 这是该领域的一项重大进展。

这种名为CRISPR-Cas3的新系统可以有效地从人类基因组中的目标位点清除长链DNA,这在更传统的CRISPR-Cas9系统中是不容易实现的。虽然强大的应用可能在未来很好,但新系统有可能寻找并消除诸如单纯疱疹,爱泼斯坦 - 巴尔和乙型肝炎等异位病毒,每种病毒都是对公众健康的主要威胁。

“我的实验室在过去的十年中一直在研究CRISPR-Cas3的工作原理。我很高兴我的同事们和我最终在人体细胞中展示了它的基因组编辑活动,”分子生物学和遗传学教授Ailong Ke说??道。 4月8日发表在“ 分子细胞 ”杂志上的一篇论文。“我们的工具可以非常具体地针对这些病毒,然后非常有效地消除它们。理论上,它可以为这些病毒性疾病提供治疗方法。”

CRISPR-Cas3技术还允许研究人员扫描基因组并检测非编码遗传元件,这些元件占我们基因组的98%,但尚未得到很好的表征。这些元素充当控制编码基因中蛋白质表达的调节因子,并且它们被发现是细胞分化和性别决定的关键。

CRISPR-Cas3可用于有效筛选非编码遗传元件并清除长DNA序列。一旦被删除,研究人员可能会查看生物体中缺少哪些功能,以确定该遗传因素的作用。

密歇根大学生物化学助理教授张燕也是该论文的通讯作者。第一作者是Ke实验室研究生Adam Dolan和Zhang实验室研究实验室专家侯中刚。

CRISPR-Cas9系统使用细菌RNA作为引导对,并识别DNA序列。当发现匹配时,指导RNA将CRISPR相关(Cas)蛋白指向精确的DNA串。一旦找到,Cas9蛋白就会在正确的位置剪切目标DNA。CRISPR-Cas3使用相同的机制来定位特定的DNA序列,然而,不是将DNA剪切成两半,它的核酸酶连续消除DNA,最多可达100千碱基。

Ke,Zhang及其同事首次成功删除了人胚胎干细胞和另一种称为HAP1的细胞类型中高达100千碱基的靶DNA序列。

虽然CRISPR-Cas3具有比CRISPR-Cas9更具影响力的基因组编辑工具的潜力,但研究人员正在努力控制它们删除的部分的长度。“我们无法准确定义删除边界,这对于治疗来说是一个缺点,”柯说。

其他贡献者包括墨尔本大学研究员Sara Howden和密歇根大学生物化学,计算医学和生物信息学助理教授Peter Freddolino。

已经通过技术许可中心为该基因组编辑工具提交了专利申请。

Ke由美国国立卫生研究院(NIH)资助。张由美国国立卫生研究院和密歇根大学资助。

(来源:康奈尔大学)