清华大学谢震课题组在《自然•通讯》发文报道控制Cas9活性的新策略

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清华大学谢震课题组在《自然•通讯》发文报道控制Cas9活性的新策略
# M* E1 w* V7 }$ E4 }- t$ o7 B. U来源：清华大学 / 作者： / 2016-11-04/ s! ]/ o2 |# U

: }: ^9 p5 @$ _  T, fCRISPR/Cas9系统是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。通过人工设计包含Cas9结合靶点序列的指导RNA（guide RNA），Cas9可用于对基因组中特异位点的切割。不仅如此，失去核酸酶活性的dCas9也可用于基因表达调控，以及DNA位点的标记。因此，通过使用合成基因线路，准确和定制化地调节dCas9功能，从而响应多种分子信号将会扩展CRISPR/Cas技术的相关应用。然而，由于现存病毒递送载体容量大小的限制，使用基于CRISPR/Cas系统用于疾病治疗的基因线路仍然有很大的挑战。
8 o4 _% o% }0 l& r8 E. h但近期，清华信息科学与技术国家实验室（筹）谢震课题组在减少基于CRISPR/Cas的基因线路大小这一方面取得突破性进展。该课题组于2016年10月3日在《自然˙通讯》发表了题为“Integration and exchange of split dCas9 domains for transcriptional controls in mammalian cells”的研究论文，首次报道了在哺乳动物细胞中，通过合理拆分Cas9/dCas9蛋白，利用多输入合成基因线路感知不同分子信号，如细胞特异的microRNA，实现了在不同类型细胞中对Cas9/dCas9活性的精确调控，为精确控制CRISPR/Cas9基因编辑工具提供了新的策略。
) v$ \% p* t$ s' S; q在这项研究中，课题组首先验证了利用内含肽拆分Cas9/dCas9的可行性，并实现了基于拆分dCas9的三输入逻辑“与门”基因线路，通过拆分dCas9的结构域并进行互换实现了控制单个或两个不同基因表达的基因开关。总的来说，该研究提供了一种有价值的拆分dCas9的工具，可实现复杂的转录控制，在生物医学领域有着潜在的应用价值。
3 Q# A( }5 e+ U0 B% x谢震课题组开发的结构域可控交换策略特异性控制dCas9功能，是该课题组继2015年在《自然˙化学生物学》报道利用TALE转录抑制子模块化拼装合成基因线路之后，对合成生物学领域的又一重要贡献。      + G3 j* `2 `8 d  Z7 w! s8 {% C
谢震研究员是该论文的通讯作者，清华大学自动化系博士生马大程是该文的第一作者，自动化系硕士生彭曙光为该文的共同第一作者。该研究得到了科技部973计划、清华信息科学与技术国家实验室的资助。3 F! c& G3 n2 k3 v$ n8 E- K