|
CRISPR/Cas系統(tǒng)是目前發(fā)現(xiàn)存在于大多數(shù)細菌與所有的古菌中的一種后天免疫系統(tǒng),，其以消滅外來的質(zhì)體或者噬菌體并在自身基因組中留下外來基因片段作為“記憶”,。 CRISPR/Cas系統(tǒng)全名為常間回文重復序列叢集/常間回文重復序列叢集關(guān)聯(lián)蛋白系統(tǒng)(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins),。目前已發(fā)現(xiàn)三種不同類型的 CRISPR/Cas系統(tǒng)，存在于大約40%和90%已測序的細菌和古菌中,。其中第二型的組成較為簡單,，以Cas9蛋白>以及向?qū)NA(gRNA)為核心的組成。由于其對DNA干擾(DNAi)的特性,，目前被積極地應(yīng)用于遺傳工程中,，作為基因體剪輯工具，與鋅指核酸酶(ZFN)及類轉(zhuǎn)錄活化因子核酸酶(TALEN)同樣利用非同源性末端接合(NHEJ)的機制,，于基因體中產(chǎn)生去氧核糖核酸的雙股斷裂以利剪輯,。二型CRISPR/Cas并經(jīng)由遺傳工程的改造應(yīng)用于哺乳類細胞及斑馬魚的基因體剪輯。其設(shè)計簡單以及操作容易的特性為最大的優(yōu)點,，未來將可應(yīng)用在各種不同的模式生物當中 我們今天稱為CRISPR的基因組重復叢集,，即原核生物擬核DNA鏈中的叢生重復序列，在1987關(guān)于E. coli的一份研究報告中被首次描述,。2000年,，相似的重復序列在其它真細菌和古細菌中被發(fā)現(xiàn)并被命名為短間隔重復序列（Short Regularly Spaced Repeats，SRSR）,。2002年SRSR被重命名為CRISPR。其中一部分基因編碼的蛋白為核酸酶和解旋酶,，這些關(guān)聯(lián)蛋白（CAS,， CRISPR-associated proteins）與CRISPR組成了CRISPR/CAS系統(tǒng),。 由于CRISPR/Cas技術(shù)作為一種最新涌現(xiàn)的基因組編輯工具，能夠完成RNA導向的DNA識別及編輯,，為構(gòu)建更高效的基因定點修飾技術(shù)提供了全新的平臺,，受到眾多科學家的追捧。CRISPR-Cas技術(shù)是繼鋅指核酸酶（ZFN）,、ES 細胞打靶和 TALEN 等技術(shù)后可用于定點構(gòu)建基因敲除大,、小鼠動物的第四種方法，且有效率高,、速度快,、生殖系轉(zhuǎn)移能力強及簡單經(jīng)濟的特點，在動物模型構(gòu)建的應(yīng)用前景將非常廣闊,。因此本文中小編對CRISPR/Cas的最新研究進展進行了匯總盤點,。
【1】當最強遇上最熱——諾華牽手Intellia發(fā)力CRISPR/Cas9治療 作為基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9的領(lǐng)跑者，Intellia Therapeutics近日宣布與諾華展開一項長達5年的研發(fā)合作計劃,，主要致力于加速發(fā)展CRISPR/Cas9技術(shù)在CAR-T細胞治療和造血干細胞中的應(yīng)用,。此次合作僅僅在Intellia與Atlas Venture和Caribou Biosciences合作3個月之后，再次證明了Intellia的團隊和研發(fā)能力,。 以CRISPR/Cas9為基礎(chǔ)的基因編輯技術(shù)在一系列基因治療的應(yīng)用領(lǐng)域都展現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景,，如血液病、腫瘤和其他遺傳疾病,。CRISPR/Cas9在多種類型的細胞和組織中都具有高效精確的基因編輯能力,，在CAR-T、造血干細胞等體外治療手段中是一個非常理想的操作平臺,，在體內(nèi)也可適用,。 根據(jù)合作協(xié)議，諾華將享有此次合作研發(fā)項目中CAR-T的專利權(quán),，而諾華會和Intellia共同推進關(guān)于造血干細胞治療的多個項目,，并且雙方同意共同分配研發(fā)和所有權(quán)，這將會使Intellia獨立發(fā)展造血干細胞生產(chǎn)管線內(nèi)部的所有權(quán),。 【2】重大突破,！張鋒Nature發(fā)文：CRISPR可啟動任何基因 麻省理工的科學家們對目前最熱門的基因編輯系統(tǒng)CRISPR/Cas9進行了改造，這一成果發(fā)表在十二月十日的Nature雜志上?，F(xiàn)在,，人們可以用這一技術(shù)在活細胞中有效啟動任何基因。 這個系統(tǒng)可以讓科學家們更簡便地研究不同基因的功能,，領(lǐng)導這項研究的CRISPR技術(shù)先驅(qū)張鋒（Feng Zhang）說,。 改造后的CRISPR技術(shù)，可以快速對整個基因組進行功能篩選,，幫助人們鑒定涉及特定疾病的基因,。張鋒等人在這項研究中就鑒定了讓黑色素瘤細胞抵抗癌癥藥物的幾個基因,。 【3】CRISPR-Cas9技術(shù)方興未艾，Editas幕后之爭愈演愈烈 查爾斯·狄更斯在《雙城記》中如是說,，這是最好的時代,，也是最壞的時代。這句名言用到今天的生命科學中顯得最為合適不過,。 不同于過去幾十年,，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)如今收到了來自各方面的關(guān)注和金融投資者前所未有的重視。許多生物學家不必再像以前那樣為了自己的研究窮盡一生,，卻最終都未能看到他們的成果轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品,，為世人造福。如今,，當許多科學家的成果尚停留在實驗室階段時,，就已經(jīng)引起了生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)巨頭的關(guān)注，并為后續(xù)的進一步開發(fā)做好準備,。 然而,，成果轉(zhuǎn)化的加速并不光是科學家名利雙收，還為這些科學工作者帶來不小的煩惱,。 由MIT幾位教授成立的生物醫(yī)藥公司Editas Medicine最近就遇到了類似的煩惱,。公司幾位科學家此前開發(fā)出一種CRISPR-Cas9的療法，這種方法能夠通過DNA剪切技術(shù)治療多種疾病,。這一成果理所當然的受到了眾多投資公司和生物醫(yī)藥巨頭的關(guān)注,。公司成立伊始，就獲得了包括Polaris,， Third Rock等風投公司的投資,。這距離研究人員在該領(lǐng)域取得突破過去了僅僅不到兩年的時間。
【4】CRISPR：世紀最重磅的生物技術(shù),，究竟是誰該擁有它,？ 上個月在美國硅谷，科學家Jennifer Doudna 和Emmanuelle Charpentier身穿黑色禮服獲得了獎金為300萬美元的生命科學突破獎,。她們因開發(fā)出強大且應(yīng)用范圍極廣的基因組編輯工具CRISPR-Cas9獲獎,，CRISPR被譽為本世紀目前為止生物技術(shù)領(lǐng)域的最大突破。 筆者上個月也對該新聞進行了報道,，當時心中也有疑問,，為什么為人熟知的CRISPR/Cas9技術(shù)的先驅(qū)，MIT-Harvard Broad研究所的張鋒沒有獲獎,。讀者中也有很多人產(chǎn)生同樣的疑問,。 今年4月15日， Broad研究所成功申請了CRISPR-Cas9技術(shù)的專利，張鋒博士就是該專利的發(fā)明者,，這使得他和他的研究所幾乎可以控制所有與CRISPR相關(guān)的重要商業(yè)使用,。 那么問題來了！為什么CRISPR的專利和科學突破獎落在了不同的人手中,？ 【5】GE醫(yī)療和Sigma生物獲CRISPR/Cas9相關(guān)知識產(chǎn)權(quán) 4日，博德研究所授予GE醫(yī)療和Sigma生物CRISPR/Cas9相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)用于研究應(yīng)用,。 據(jù)此,，GE醫(yī)療和Sigma生物將獲得博德研究所的CRISPR/Cas9專利組合，其中包括由博德研究所的Feng Zhang開創(chuàng)的利用病人真核細胞進行基因編輯的技術(shù),。 此外,，博德許可GE醫(yī)療發(fā)展其最新開創(chuàng)的Dharmacon Edit-R CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)用于建立永久的可遺傳的基因敲除細胞模型（gene knockouts cells）。而Sigma生物將在產(chǎn)權(quán)許可范圍內(nèi)創(chuàng)建可私人定制的慢病毒CRISPR克隆,。同時,，Sigma也是博德Mission shRNA and ORF libraries文庫的獨家經(jīng)銷商。授權(quán)交易的具體條款沒有被披露,。
【6】Mol Cell：科學家開發(fā)出新型基因編輯技術(shù)—CRISPR-Cas 經(jīng)典的基因組編輯技術(shù),，即編輯已知的DNA序列，通過增加,、刪除基因來實現(xiàn)基因功能的激活或者抑制,；該技術(shù)可應(yīng)用于醫(yī)學、生物技術(shù),、食品及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,。近日，刊登在國際雜志Molecular Cell上的一篇研究論文中,，來自北卡羅來納大學的研究人員檢測了6種關(guān)鍵的分子元件,，其或許可以幫助開發(fā)新型的基因組的編輯系統(tǒng)，即CRISPR-Cas系統(tǒng),。 Rodolphe Barrangou教授表示,，利用CRISPR-Cas系統(tǒng)可以對細菌和人類細胞中的特殊DNA序列進行作用，CRISPR表示成簇的規(guī)律間隔的短回文重復序列,，而Cas是一種和CRISPR系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì),、基因家族，其可以以序列依賴性的方式對DNA進行切割和靶向作用,。 細菌可以利用CRISPR-Cas系統(tǒng)作為抵御外來入侵者的防御機制和免疫機制,，這項研究中研究者揭示了CRISPR-Cas系統(tǒng)工作的機制和原理，倘若我們把這個系統(tǒng)比作一個謎語,，那么本文就對該謎語進行了解答,；CRISPR-Cas系統(tǒng)讓全球很多尋找新技術(shù)控制基因的科學家非常著迷，這項研究可以幫助科學家們增強靶向DNA的特異性和有效性，為進行更多的遺傳修飾提供基礎(chǔ)工作,。 【7】張鋒博士Nature子刊再發(fā)CRISPR重要成果 規(guī)律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內(nèi)切酶Cas9的組合,，原本是細菌抵御病毒的重要武器，現(xiàn)在這一組合已經(jīng)成為了一個通用工具,，被用于在真核生物中進行位點特異性的基因組編輯,。 由于這種基因組編輯技術(shù)更易于操作，也具有更強的擴展性,，CRISPRs-Cas9迅速成為了科研領(lǐng)域的新寵兒,。 日前，麻省理工的張鋒（Feng Zhang）博士領(lǐng)導研究團隊向人們展示了CRISPR-Cas9的新應(yīng)用,。他們用這一技術(shù)在哺乳動物大腦中進行了基因功能的活體研究,，文章發(fā)表在十月十九日的Nature Biotechnology上。 張鋒博士是CRISPR/Cas9技術(shù)的先驅(qū)之一,。他是麻省理工學院腦與認知科學助理教授,、McGovern 腦研究所和Broad研究所核心成員。去年七月,，張鋒榮獲了美國生物醫(yī)學大獎：瓦利基金青年研究家獎（Vallee Foundation Young Investigator Award）,，獎金25萬美元。其研究組研究方向為設(shè)計新的分子工具來操控活體大腦,。 日前,，來自加州大學舊金山分校的科學家在《細胞》（Cell）雜志上報告稱，他們應(yīng)用一種新型的,、精確的方法開啟和關(guān)閉了細胞內(nèi)的基因,。這一成果有可能促成更好地了解疾病以及開發(fā)出新的治療方法。 這一研究進展的核心是一個叫做SunTag的新發(fā)明,。SunTag實質(zhì)上是一套分子掛鉤,，其能夠?qū)⒍鄠€拷貝的生物活性分子掛到可用來靶向一些基因或其他的分子的蛋白質(zhì)支架上。相比于沒有這些掛鉤的組裝分子,，整合了SunTag的分子生物活性顯著放大,。 開發(fā)這一SunTag的是加州大學舊金山分校分子和細胞藥理學教授、霍華德休斯醫(yī)學研究所（HHMI）研究員Ron Vale博士實驗室的研究人員,。Vale曾因發(fā)現(xiàn)了在細胞內(nèi)運送貨物的分子馬達而獲得2012年的Albert Lasker基礎(chǔ)醫(yī)學研究獎,。 Vale研究小組利用SunTag顯著放大了研究人員通常利用來標記細胞內(nèi)分子的綠色熒光蛋白的發(fā)光信號。通過顯微鏡觀察,，可以看到借助SunTag獲得的信號非常之強,，以至于可以利用它來追蹤Vale研究的分子馬達中的單個分子。 【9】袁晶：使用CRISPR/Cas9介導的同源重組修復機制編輯瘧原蟲基因組 廈門大學的袁晶教授參加了此次大會并發(fā)表了題為"Efficient Editing of Malaria Parasite Genome Using the CRIPR/Cas9 System"的精彩報告,。 瘧疾是由瘧原蟲屬寄生蟲感染引起的傳染性疾病,，全球每年約有數(shù)億人口感染瘧疾，其中上百人死亡?；谀壳隘懺x對抗瘧藥產(chǎn)生抗藥性,，袁晶教授致力于尋找新的抗瘧靶點。袁晶教授在報告中講到,，瘧原蟲作為一種沒有siRNA干擾系統(tǒng)和非同源末端連接修復機制的生物,，極大地限制了人類對瘧原蟲基因功能的揭示。他們對于瘧原蟲基因組的編輯做了很多嘗試,，這些嘗試都為瘧原蟲基因組編輯工作的成功積累了寶貴的意見,。 之后袁晶教授重點講述了他們使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)將DNA雙鏈斷裂引入到瘧原蟲基因組中的各個技術(shù)關(guān)鍵點，他們通過同源重組的修復機制,，實現(xiàn)了瘧原蟲基因組中的多個基因的不同類型修飾，包括基因刪除,、基因加標簽和等位基因替換,。他們的工作極大地促進了瘧原蟲生物學的研究。
【10】谷峰：PAM序列可影響CRISPR/Cas9介導的基因組編輯效率 溫州醫(yī)科大學附屬眼視光醫(yī)院的谷峰教授參加了此次大會并發(fā)表了題為"PAM序列對CRISPR/Cas9介導的基因組編輯的影響及AAV-CRISPR/Cas9對人類胚胎干細胞的基因組編輯"的精彩報告,。 谷教授基于GFP報告系統(tǒng),，通過定性和定量的方法，系統(tǒng)的研究了PAM序列對CRISPR/Cas9介導的基因組編輯的影響,。他們除了驗證了之前張峰教授發(fā)表在《自然生物技術(shù)》上的NGG的效率高于NAG之外,，還系統(tǒng)的比較了NGA這種PAM結(jié)構(gòu)與其他兩種PAM結(jié)構(gòu)對基因組編輯效率的影響。結(jié)果顯示,，這三種PAM結(jié)構(gòu)均有介導Cas9切割基因組的能力,，并且其介導切割效率依次為：NGG>NGA>NAG. 另外，谷峰教授還講述了他們利用AAV-CRISPR/Cas9對人類胚胎干細胞的基因組進行的定點編輯的相關(guān)工作,，他們將RFP基因成功插入到視網(wǎng)膜光感受器特意表達的基因NRL位點,，這種基因敲除的的胚胎干細胞對干細胞介導的人類視網(wǎng)膜疾病的治療具有重要意義。
【11】The Scientist：聚焦CRISPR研究先鋒張鋒 作為近兩年大熱的CRISPR技術(shù)先鋒人物之一,，張鋒（Feng Zhang）博士成為了科學界冉冉升起的一顆最閃亮的新星,。近日，The Scientist以“Feng Zhang： The Midas of Methods”為題,，向我們介紹了這位出生于80后,，年僅32歲的華人科學家。當張鋒還在愛荷華州之時,，在放學之后的每周日這位年輕人都要在人類基因治療研究所的一個實驗室中度過5個小時,。張鋒牢記著他的導師提出的一些“瘋狂的想法”，例如綠色熒光蛋白（GFP）能夠吸收紫外光,，因此可以作為防曬霜,。而當他純化出GFP，將它厚厚地涂在一層DNA之上時，他發(fā)現(xiàn)事實上GFP確實能夠防止DNA損傷,。 張鋒的研究項目贏得了許多科學競賽大獎的第一名,，這些獎金在后來幫助了他支付在哈佛大學的學費。盡管在分子生物學上取得了很大的成功,，但張鋒卻選擇了主修化學和物理學,。張鋒說：“我希望能夠在變化不太迅速的一些科學領(lǐng)域中打下堅實的基礎(chǔ)。物理和化學的一些法則相當固定,。而每一天分子生物學都在不斷地變化,。” 他的本科學位最初阻礙了他在2004年成為斯坦福大學的研究生,。張鋒想從事大腦研究,，但由于他未接受過正規(guī)的神經(jīng)科學培訓，他咨詢過的所有教授都拒絕了他,。最終,，Karl Deisseroth接受了張鋒，讓他到自己的實驗室中去轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),，他們的合作生成了神經(jīng)科學領(lǐng)域最具變革性的一項技術(shù),。“他的技能對于光遺傳學（optogenetics）的產(chǎn)生絕對至關(guān)重要,，”Deisseroth說,。 基因編輯是近年來發(fā)展起來的可以對基因組完成精確修飾的一種技術(shù)，可完成基因定點InDel突變,、敲入,、多位點同時突變和小片段的刪失等。目前,，基因組編輯有三大技術(shù)：CRISPR/Cas9,、TALEN和ZFN。與傳統(tǒng)的TALEN和ZFN技術(shù)相比,，CRISPR/Cas9系統(tǒng)更便捷,、高效，應(yīng)用也更廣泛,，目前該技術(shù)成功應(yīng)用于人類細胞,、斑馬魚、小鼠以及細菌的基因組精確修飾,。 CRISPR/Cas9（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats CRISPR-associated）,，被稱為規(guī)律成簇間隔短回文重復，實際上就是一種基因編輯器,，是細菌用以保護自身對抗病毒的一個系統(tǒng),，也是一種對付攻擊者的基因武器,。后來，研究人員發(fā)現(xiàn),，它似乎是一種精確的萬能基因武器,，可以用來刪除、添加,、激活或抑制其他生物體的目標基因,，這些目標基因包括人、老鼠,、斑馬魚,、細菌、果蠅,、酵母,、線蟲和農(nóng)作物細胞內(nèi)的基因，這也意味著基因編輯器是一種可以廣泛使用的生物技術(shù),。 【13】Nature：中科院發(fā)表CRISPR系統(tǒng)中Cascade復合物結(jié)構(gòu)解析重要成果 Nature雜志8月12日在線發(fā)表了中科院生物物理研究所王艷麗研究組題為“Crystal structure of the RNA-guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli”的研究進展,，。本文揭示了關(guān)于CRISPR系統(tǒng)中Cascade的晶體結(jié)構(gòu)及其與RNA相互作用的方式,。 成簇的、有規(guī)律間隔的短回文重復序列（clustered regularly interspaeed short palindromic repeats,，CRISPR）和它的輔助蛋白（CRISPR-associated,， Cas）構(gòu)成CRISPR/Cas系統(tǒng)，以一種類似于真核生物RNA干擾(RNAi)的作用機制,，在原核生物抵抗入侵的噬菌體和質(zhì)粒的防御系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,。CRISPR-Cas系統(tǒng)分為三個類型（I型，II型和III型）,，大腸桿菌CRISPR/Cas 系統(tǒng)屬于I-E型,，由5種Cas蛋白組成的11個亞基（其中含有1個CasA，2個CasB,，6個CasC,，1個CasD和1個CasE）以及一段61個核苷酸的成熟crRNA（CRISPR RNA）組成Cascade（CRISPR-associated complex for antiviral defense）復合物。Cascade復合物的質(zhì)量約為405kDa,，外觀上呈現(xiàn)出近似于“海馬”的結(jié)構(gòu),，王艷麗研究組通過深入研究，獲得了分辨率為3.05 埃的X射線晶體結(jié)構(gòu),。
目前,，弗吉尼亞大學醫(yī)學院的研究人員在《自然-生物技術(shù)》雜志上報告稱，他們設(shè)計出了一種方法來檢測風靡科學界的CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng),，竟發(fā)現(xiàn)了其中意想不到的副作用,。 稱為CRISPR的基因打靶系統(tǒng),，可讓我們編輯基因組中特定靶位點的遺傳信息。這種新方法揭示的系統(tǒng),，有可能會結(jié)合意想不到的位點,，導致其中一些位點發(fā)生基因突變，這些突變可能對藥物療法的研究與開發(fā),，產(chǎn)生嚴重的后果,。 然而，這種新方法也可以確定一些途徑,，幫助阻止那些潛在危險的"脫靶"影響,，讓科學家們可以改進這種重要的新基因編輯系統(tǒng)所得到的結(jié)果。 弗吉尼亞大學生物化學和分子遺傳學系的MazharAdli解釋說,，基因操作的一個主要目標是糾正有害突變,，所以避免突變的意外引入，是至關(guān)重要的,。 【15】Nucleic Acids Res：向華等CRISPR適應(yīng)機制研究中獲新發(fā)現(xiàn) 眾所周知,，CRISPR（全稱clustered regularly interspaced short palindromic repeat sequences，即“成簇的規(guī)律性間隔的短回文重復序列”）是廣泛分布于細菌和古菌中的一種獲得性免疫系統(tǒng),。該系統(tǒng)首先從外源病毒（或質(zhì)粒）中獲取特定DNA片段并作為間隔序列（spacer）存儲在其CRISPR中,，此過程稱為“適應(yīng)”；然后利用相應(yīng)spacer產(chǎn)生的crRNA識別和降解攜帶同源序列的外源質(zhì)?；虿《?，此過程稱為“干擾”。顯而易見,，適應(yīng)過程獲得的spacer決定了干擾機器的靶分子,。然而多年來，CRISPR如何在適應(yīng)過程中區(qū)分異己的外源DNA和自身的染色體DNA一直困擾著科學家們,。有意思的是,，在大多數(shù)實驗室構(gòu)建的單一病毒侵染細菌的模型中，CRISPR適應(yīng)過程很難發(fā)生,，這嚴重地阻礙了該領(lǐng)域的研究,，因此CRISPR適應(yīng)過程也是CRISPR研究領(lǐng)域中目前相對最不清楚的過程。最近,，中國科學院微生物研究所向華研究員帶領(lǐng)的極端嗜鹽古菌研究團隊在這一領(lǐng)域取得重要發(fā)現(xiàn),，近期連續(xù)兩篇相關(guān)論文發(fā)表在國際知名期刊Nucleic Acids Research上。 根據(jù)英國《每日郵報》報道,，科學家首次利用基因組編輯技術(shù)治愈成年老鼠活體所患的遺傳性肝臟疾病,。由此我們可以看到此項技術(shù)的應(yīng)用前景，該技術(shù)用于治療人類肝病的時代將指日可待了,。 這項名為Crispr的技術(shù)可對龐大的脫氧核糖核酸(DNA)數(shù)據(jù)庫作出科學家所稱的高精度微調(diào),。 科學家使用Crispr技術(shù)修正了老鼠遺傳字母表中的一個“字母”,，這個發(fā)生突變的“字母”位于一個與肝臟代謝有關(guān)的基因中。 新技術(shù)的基本原理 科學家聲稱,，人類遺傳性肝病是人體內(nèi)同一種基因的類似突變所致,，而這項新技術(shù)對于基因的控制顯現(xiàn)得更為精確。新技術(shù)使用“切割酶”修改人的23對染色體的特定目標片段,，不會引發(fā)意外突變或缺陷,。 這種酶是1987年被發(fā)現(xiàn)的，起初被斥為“垃圾DNA”,。后來科學家才確定,，它是細菌用以抵擋病毒入侵的防御物。但直到兩年前,，人們才充分認識到這種酶的潛能,。科學家發(fā)現(xiàn),，它可與一種名叫Cas9的能瞄準DNA的酶化合,，可用于編輯人類基因組。 【17】新公司CRISPR獲得2500萬美元研發(fā)基因剪切技術(shù) 位于瑞士巴塞爾的生物技術(shù)公司通過融資2500萬美元資金以開發(fā)基于Cas9技術(shù)的基因剪切技術(shù)CRISPR-Cas9,。這項技術(shù)可以被用于治療基因類疾病,。這也是目前藥物研發(fā)中的一大熱點。Versant Ventures是此次投資方,。公司CEO Rodger Novak表示公司計劃在未來兩年內(nèi)將員工數(shù)目增加至20人到25人,。 CRISPR公司是目前第二家主攻這一技術(shù)的生物技術(shù)公司，盡管這家公司剛剛成立,，但其擁有雄厚的學術(shù)基礎(chǔ),。諾貝爾獎獲得者Craig Mello等專家都為這家公司提供技術(shù)協(xié)助,。CRISPR-Cas9技術(shù)可以定向剪切靶向基因,，因而被認為可以用于治療基因突變疾病。 另一方面,，CRISPR公司的成立也標志著目前生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的新趨勢,，那就是來自全球不同國家的機構(gòu)聯(lián)合起來進行同一課題的開發(fā)。
【18】革命性基因編輯技術(shù)CRISPR漸成科學家新寵 如果只是一份報告發(fā)表的話,，僅會獲得一些關(guān)注,。但是當有6份報告同時發(fā)表時，這便意味著它是大勢所趨,。 細菌也會生病,，這對于乳品業(yè)來說是一個潛在的大問題。乳品業(yè)通常依靠細菌（諸如嗜熱鏈球菌）生產(chǎn)酸奶和乳酪,。嗜熱鏈球菌將牛奶中的乳糖分解為有刺激性的乳酸,。但是某些病毒,，諸如噬菌體能逐步削弱細菌，進而對在細菌作用下生產(chǎn)的食物的質(zhì)量或數(shù)量造成嚴重損害,。 CRISPR技術(shù) 2007年,，來自丹尼斯克公司（一家總部位于丹麥哥本哈根的食品添加劑公司，目前被杜邦公司收購）的科學家找到了一種能增強細菌防御噬菌體能力的方法,。這一發(fā)現(xiàn)使得杜邦公司能夠為食品生產(chǎn)培育更強壯的菌株,。一些基本的原理也被揭示：細菌具備一種有高度適應(yīng)性的免疫系統(tǒng)，使得它們能擊退來自某種噬菌體的多次進攻,。 突然之間,，不僅是食品科學家和微生物學家，很多領(lǐng)域都意識到細菌免疫系統(tǒng)的重要性,，因為它具備一個非常有價值的特性：以某個特定的基因序列為目標,。今年1月，4個研究團隊報告了這一被稱為CRISPR的系統(tǒng),。在接下來的8個月中,，許多科研團隊利用它來刪除、添加,、激活或抑制人體,、老鼠、斑馬魚,、細菌,、果蠅、酵母,、線蟲和農(nóng)作物細胞中的目標基因,，從而證明了這個技術(shù)的廣泛適用性。 【19】Nat Biotechnol：劉明耀,、李大力課題組利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建基因敲除大鼠及小鼠模型 國際著名生物學期刊《Nature Biotechnology》（2012年影響因子為32.44）于8月8日在線正式發(fā)表了上海市調(diào)控生物學重點實驗室,、華東師范大學生科院生命醫(yī)學研究所劉明耀教授和李大力副教授課題組的最新研究成果。這是繼今年6月該課題組在《Nucleic Acids Research》雜志發(fā)表基因敲除小鼠新技術(shù)后,，再次在國際著名生物期刊上報道課題組在基因敲除大鼠和小鼠技術(shù)上所獲得突破和成果,。 基因敲除動物模型一直以來是在活體動物上開展基因功能研究、尋找合適藥物作用靶標的重要工具,。但傳統(tǒng)的基因敲除方法需要通過打靶載體構(gòu)建,、ES細胞篩選、嵌合體小鼠選育等一系列步驟,，不僅流程繁瑣,、技術(shù)要求很高，而且費用大,、耗時較長,，成功率受到多方面因素的限制,。劉明耀、李大力課題組一直致力于開發(fā)基因敲除動物新技術(shù),。其團隊于今年6月在《Nucleic Acids Research》發(fā)表了關(guān)于轉(zhuǎn)錄激活樣效應(yīng)因子核酸酶（TALEN）的技術(shù)論文,，成為世界上最早利用該技術(shù)構(gòu)建基因敲除小鼠的兩個團隊之一。 CRISPR-Cas源自細菌和古細菌的免疫系統(tǒng),，可利用靶點特異性的RNA將Cas9核酸酶帶到基因組上的具體靶點,，從而對特定基因位點進行切割導致突變。該課題組將該技術(shù)運用到基因敲除小鼠和大鼠動物模型的構(gòu)建之中,。研究發(fā)現(xiàn)：RNA注射的方式將CRISPR-Cas系統(tǒng)導入小鼠受精卵比DNA注射能更有效的在胚胎中產(chǎn)生定點突變,；該方法無小鼠遺傳品系的限制，能夠?qū)Υ笃蔚幕蚪MDNA進行刪除,；同時注射針對不同基因的RNA序列能夠在同一只小鼠或大鼠中產(chǎn)生多個基因突變,。此外，課題組利用CRISPR-Cas技術(shù)構(gòu)建的基因敲除大鼠模型與傳統(tǒng)方法構(gòu)建的同一基因（肥胖相關(guān)G蛋白偶聯(lián)受體Mc4R）突變大鼠具有一致的表型,。
【20】Nature：細菌利用CRISPR/Cas系統(tǒng)躲避宿主免疫系統(tǒng) 成簇的規(guī)律間隔性短回文重復序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeat sequences,， CRISPR)是細菌用來抵抗病毒的一種基因系統(tǒng).在一項新的研究中，來自美國埃默里大學的研究人員發(fā)現(xiàn)CRISPR參與協(xié)助一些細菌躲避哺乳動物免疫系統(tǒng).相關(guān)研究結(jié)果于2013年4月14日在線發(fā)表在Nature期刊上,，論文標題為"A CRISPR/Cas system mediates bacterial innate immune evasion and virulence". 細菌利用CRISPR進行自我保護.它的功能最初是由乳制品行業(yè)研究人員試圖阻止噬菌體(感染細菌的病毒)毀壞用來制造奶酪和酸奶的細菌培養(yǎng)物的過程中發(fā)現(xiàn)的.細菌將來自噬菌體的小片段DNA整入到它們自身的CRISPR區(qū)域,，并且通過攝入噬菌體的DNA所獲得信息來阻止這些病毒的入侵. 如今，在這項新的研究中,，研究人員證實與一種導致兔熱病的細菌和另一種導致腦膜炎的細菌親緣關(guān)系較近的新兇手弗朗西絲菌(Francisella novicida,， 簡稱F. novicida)需要CRISPR系統(tǒng)的一部分來維持傳染性.在哺乳動物細胞內(nèi)生長的細菌F. novicida利用CRISPR系統(tǒng)的一部分關(guān)閉一種細菌基因從而逃避它們的宿主利用這種基因觸發(fā)的檢測和破壞. 然而，CRISPR-Cas技術(shù)尤其是CRISPR-Cas9作為基因編輯的核心技術(shù),，它仍然是一項非常新穎的技術(shù),，除了存在“脫靶”的主要問題外，還有許多的技術(shù)難點尚未突破,，尤其是臨床應(yīng)用的有效性和安全性依然是科學家關(guān)注和爭論的焦點,。 本文系生物谷根據(jù)natureasia匯總整理，歡迎轉(zhuǎn)載,！轉(zhuǎn)載請注明來源并附原文鏈接,。謝謝,！ |
|
|
