有效的单核苷酸与CRISPR编辑
囊性纤维化,镰状细胞性贫血,亨廷顿氏舞蹈症和苯丙酮酸尿都是疾病的例子单核苷酸突变造成的,一个DNA构建块。人类DNA包含大约30亿个核苷酸的四种类型:腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)在某些情况下,一个核苷酸的差异会带来严重的后果。科学家们希望治愈这些疾病用正确的不正确的核苷酸。然而,在技术上具有挑战性的单个核苷酸替换当前基因编辑工具,CRISPR-Cas9。基因组工程中心的科学家们在基础科学研究所(IBS)使用流行的变体基因编辑技术CRISPR-Cas9生产小鼠单核苷酸的差异。他们的研究成果发表在《自然生物技术。
最近的和非常成功的CRISPR-Cas9技术通过减少错误的两股DNA的核苷酸和削减了一小部分的DNA。相反,IBS生物学家使用的一种变体Cas9蛋白(nickase Cas9, nCas9)融合蛋白胞嘧啶核苷脱氨酶,称为基本编辑器,它可以替代一个核苷酸进入另一个。通过这种方式,没有发生DNA缺失,但只有一个核苷酸替换。这些类型的脱氨酶已开发和测试在培养细胞系由哈佛大学的大卫·刘和凯基Nishda和他的同事在2016年神户大学。IBS团队先进技术进一步应用小鼠胚胎。
科学家们测试了CRISPR-nCas9-cytidine脱氨酶融合在老鼠通过改变肌营养不良蛋白基因的单核苷酸(Dmd)或酪氨酸酶基因(酪氨酸)。他们成功的在这两种情况下:胚胎在Dmd基因单核苷酸突变导致小鼠产生抗肌萎缩蛋白蛋白在肌肉,和小鼠酪氨酸显示白化突变特征。肌营养不良蛋白确实与肌肉肌营养不良蛋白疾病和酪氨酸酶控制黑素的生产。
此外,这些单核苷酸替换只出现在目标位置。这很重要,因为它意味着只有正确的核苷酸被替换。“我们首次显示在这里,可编程脱氨酶有效地替换在动物胚胎诱导基地,生产与疾病表型突变小鼠。这是一个概念验证实验。下一个目标是纠正基因缺陷的动物。最终,这项技术可以使基因修正人类胚胎,”KIM Jin-Soo表示中心的主任,该研究的主要作者。
