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生物物理学

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CRISPR / CAS9显示出逆转疾病的潜力

01 Jan 2018 塞缪尔·瓦内恩 
控制和治疗的肌肉细胞 171 1495 ©2017, with permission from Elsevier." />
控制和处理的肌肉(点击缩放)

在概念上的验证研究中,美国研究人员使用CRISPR / CAS9基因组编辑对小鼠糖尿病和肌肉营养不良的逆转疾病进行编辑。在人类疾病的动物模型中,这种方法已经用于激活基因,而不是破坏DNA结构,减轻了先前的研究人员主要关注的原因(细胞 171 1495)。

在过去的几年里,研究人员已经深入探讨了潜力 通过删除故障序列来修饰DNA的CRISPR / CAS9方法。简而言之,剪胶状酶Cas9与引导RNA分子偶联,所述引导RNA分子将其结合到DNA结构上的特定位置。一旦连接到DNA,CAS9酶断开DNA螺旋的两条链,这导致靶向序列的缺失。然而,近来,表达了酶可能消除DNA链的其他部位的可能性,产生不必要的损伤。

促进基因表达......

一个领导的团队 Juan Carlos Izpisua Belmonte 来自 Salk Institute. 在美国决定使用替代方法。他们专注于影响基因活性而不改变DNA序列:而不是切割出故障的基因,他们试图抵消基因’激活拮抗剂的影响。

为实现其目的,研究人员设计了一种新的技术,将CAS9酶与短导向DNA-14至15个核苷酸相结合,而不是在大多数CRISPR / CAS9技术中使用的20。从而防止Cas9切割。酶与转录激活结构域偶联,转动靶向基因并促进其活性。

CAS9 / RNA复合物通常通过腺相关病毒(AAV)载有DNA的兴趣点,但是由熔合CAS9产生的蛋白质和激活域为这种车辆被证明过大。因此,将负载分成并充电成两个单独的AAV:一种携带CAS9酶的一种,另一个传送活化剂和短路RNA。

......恢复受损的能力

为了证明其新方法的效率,研究人员试图提高与患病小鼠有受损功能相关的特定基因的表达。

例如,它们靶向负责在16名糖尿病小鼠中生产胰岛素的基因,以恢复动物’能够控制血糖。与12个未治疗的糖尿病小鼠的对照组进行比较时,处理过的小鼠的血糖水平显着降低。

同样,Belmonte和他的团队还证明了他们的技术可以激活以前受损或沉默的基因,以恢复急性肾脏损伤中的正常肾功能,或在肌营养不良的小鼠模型中恢复肌肉生长。

在实践中很快?

这种原始方法通过离开未置换的基因突变来区分替代方案,而是在同一途径中恢复其他基因的表达。初步数据表明该技术是安全的,并且不会引发任何不需要的遗传突变,但需要进一步的研究来确保它可以安全地带来临床实践。

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