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重大突破!上海研究團隊升級dCas9鹼基編輯技術!

2018/03/28 整理/編輯部

最新一期《Nature Biotechnology》發表了上海科技大學黃行許、陳佳以及中科院計算所楊力研究團隊的研究結果,研究者將最為前沿的鹼基編輯(base editing)進行了升級改造,擴大了這項技術的應用範圍。

基因編輯技術自問世以來,受到各國頂尖科研人員爭相研究,特別是在哈佛大學David Liu的科研團隊開發出基於CRISPR-Cas9的基因編輯技術的鹼基編輯後,更是引發了全球的研究熱潮。

基於Cas9基因編輯系統的鹼基編輯,主要透過將失去活性的dCas9蛋白與APOBEC1或者AID融合,進而使dCas9既能夠特異性結合DNA位點,又可以切割鹼基。該編輯系統中包含一種能夠將胞嘧啶(C)變成胸腺嘧啶(T)的脫胺酵素,典型的是APOBEC1和AID。將這些脫胺酵素與ZEN、dCas9等已知的基因編輯工具相結合,就可在DNA的特定位點上結合併將胞嘧啶(C)變成胸腺嘧啶(T),達到編輯特定靶基因的目的。

在先前哈佛大學David Liu研發團隊的鹼基編輯,中存在一個致命的缺陷,其開發的編輯技術需要名為PAM的先導序列進行靶向定位,無論使用何種Cas9分子進行切割均需要不同的PAM序列,而這些特定的先到序列大幅縮小了鹼基編輯的使用範圍。

為了擴大該鹼基編輯的使用範圍,科研人員發現,要不就使不同的PAM配對不同的Cas9系統,要不就改造Cas9編輯系統使其適用更多的PAM序列。而來自上海的三支科研團隊另闢蹊徑,將原先的dCas9編輯系統換成Cpf-BE,進而使其配對的PAM序列發生了改變,最終擴大了整個鹼基編輯技術的使用範圍。

這三支研究團隊合力開發了基於CRISPR編輯技術的新型Cpf-BE新型鹼基編輯器,這種編輯器實現了在腺嘌呤/胸腺嘧啶富集區域的鹼基編輯操作,不僅擴大了編輯適用範圍,而且其編輯副產物大大減少,減低了鹼基編輯後的篩選工作。這種編輯技術與現有CRISPR-Cas9編輯技術形成互補,為基因編輯技術全面深入臨床研究開闢新的思路。

 

 

參考資料:https://goo.gl/pp8pXs

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