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CRISPR领域最新进展盘点(十)

 PaperRSS 2020-06-02

CRISPR系统为代表的基因编辑工具发展迅猛,被广泛应用于动植物基因组编辑、文库筛选、核酸检测和基因治疗等等,相关成果层出不穷。此外,近年来基于CRISPR-Cas9系统开发的单碱基编辑系统(Base editors)更是如火如荼,新的先导编辑系统(Prime editor)也正在兴起。因此,笔者盘点最近一段时间CRISPR领域的最新进展,以飨读者。

一、bioRxiv:新机制- AcrIF9诱导CRISPR-Cas复合物与非特异性DNA结合

噬菌体和其他可移动的遗传元件表达Anti-CRISPR蛋白(Acr)以保护它们的基因组不被CRISPR-Cas系统破坏。Acrs通常会阻断CRISPR-Cas系统结合或切割核酸底物的能力。

2020年5月29日,Acr领域大牛、加拿大多伦多大学Alan R Davidson和德国马尔堡大学团队合作,研究了一种不寻常的Acr,AcrIF9,发现它能诱导I-F CRISPR-Cas(Csy)复合物的gain-of-function,导致I-F Csy与既缺乏PAM序列又缺乏序列互补性的DNA强烈结合。

研究发现,特异性和非特异性的dsDNA在Csy:AcrIF9复合物上竞争相同的位点,但特异性的ssDNA似乎仍然通过与CRISPR RNA的互补性结合。还证明了诱导非特异性DNA结合是不同AcrIF9同源物的保守属性,这意味着这一活性有助于该Acr家族的生物学相关功能。AcrIF9提供了Acr抑制CRISPR-Cas系统的各种令人惊讶的机制的另一个例子。

原文链接:https:///10.1101/2020.05.28.119941

二、 CDD: 中国农大连正兴团队获得FGF5敲除的杜泊绵羊

成纤维细胞生长因子5(FGF5)是著名的毛发周期生长期的主要抑制因子。FGF5基因的突变会导致老鼠、驴、狗、猫甚至人的睫毛变长。绵羊是羊毛生产的重要来源。如何快速有效地提高羊毛产量是亟待解决的问题

2020年5月29日,中国农业大学连正兴团队在Cell Death & Disease发文,利用CRISPR/Cas9系统获得了5只FGF5基因敲除的杜泊绵羊。基因敲除(KO)绵羊FGF5 mRNA表达水平显著降低,所有FGF5蛋白功能紊乱。KO羊的细毛密度和活跃毛囊密度显着增加。雄激素与FGF5基因下游的Wnt/β-catenin信号之间的串扰起着关键作用。首次建立了包括FGF5、FGFR1、雄激素、AR、Wnt/β-catenin、Shh/Gli2、c-myc和krts在内的下游信号通路。这些发现进一步改善了FGF5基因的功能,为雄激素性脱发的治疗提供了思路。

原文链接:https:///10.1038/s41419-020-2622-x

三、 SA: 顾臻团队开发DNA纳米分子载体递送Cas12a RNP

除了被广泛研究的CRISPR-Cas9之外,CRISPR-Cas12a还是一个有效的基因组编辑工具。然而,开发高效的CRISPR-Cas12a非病毒递送系统仍然具有挑战性。

2020年5月20日,加州大学洛杉矶分校(UCLA)生物工程系教授顾臻团队在Science Advances发文,展示了一种基于DNA Nanoclew(NC)的载体,用于传递Cas12a核糖核蛋白(RNP)来调节血清胆固醇水平。

DNA NC可以通过DNA NC与crRNA之间的互补,有效地负载Cas12a/crRNA RNP。阳离子聚合物层的加入凝聚了以DNA为模板的核心,并允许进一步涂覆电荷反转聚合物层,这使得组件在生理pH下带负电荷,但在酸性环境下恢复正电荷。当选择PCSK9作为靶基因时,由于PCSK9在调节血清胆固醇水平方面的重要作用,在体内观察到PCSK9的有效干扰(~48%),显著降低了PCSK9的表达,获得了控制胆固醇的治疗效益(~45%的降胆固醇)。

原文链接:

https://advances./content/6/21/eaba2983

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