基因组编辑工具CRISPR可用于设计干细胞（附原文）

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" F' l4 }: O1 N$ P0 Y3 ~" o2015年01月07日01:02    来源：科技日报   
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$ V6 K' l, w1 z0 F+ V! r　科技日报讯 （记者常丽君）自2012年以来，研究人员常用一种叫做CRISPR的强大“基因组编辑”技术对生物的DNA序列进行修剪、切断、替换或添加。最近，美国约翰·霍普金斯大学医学院的科学家证明，这一系统还能精确有效地改变人类的干细胞。研究人员指出，这一发现简化了对诱导多能干细胞（iPSCs）的修改和定制，有望更快在治疗上取得成果，开发出用于疾病研究和药物测试的模型系统。相关论文在线发表于最近的《分子治疗》上。) Y5 ^8 w8 b) b! l4 i: P
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　　CRISPR来自微生物的免疫系统，这种工程编辑系统利用一种酶，能把一段作为引导工具的小RNA切入DNA，就能在此处切断或做其他改变。以往研究表明，通过这些介入，CRISPR能使基因组更有效地产生变化或突变，效率比TALEN（转录激活因子类感受器核酸酶）等其他基因编辑技术更高。但最近研究发现，虽然CRISPR有许多优点，在人类癌细胞系列中，它也可能产生大量“误伤目标”，尤其是对不希望改变的基因做修改。
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　　据物理学家组织网1月6日（北京时间）报道，为了研究这种副作用在人类其他细胞中是否也存在，研究小组用CRISPR和TALEN两种系统在人类的iPSCs中进行实验，让它们在iPSCs中切下已知的基因片段，或切掉后再换上其他的。* s% l0 h& O; ^% w

! M& H/ a. D0 }; Y, Z1 ]　　他们用JAK2、SERPINA1和AAVS1基因作为模型，JAK2基因变异会导致骨髓紊乱，真性红细胞增多症；SERPINA1基因变异会导致alpha1-抗胰蛋白酶缺乏，这是一种遗传性紊乱，会造成肺和肝脏疾病；而AAVS1最近发现是人类基因组中的“安全港”，可以插入外来基因。
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　　通过比较发现，在这三个基因系统中，如果只是简单地切掉部分基因，CRISPR系统明显比TALEN更有效，产生的剪切是后者的100倍；而在做基因替代操作时，如替代JAK2和SERPINA1中的致病变异，CRISPR和TALEN的效率相当。+ B( c* H3 X4 G4 b$ E
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　　研究人员还指出，与人类癌细胞系研究不同的是，无论CRISPR还是TALEN，在人类iPSCs中同样都有着目标特异性，即只瞄准那些为它们设定的目标基因。他们还发现，CRISPR系统比TALEN更有优势：CRISPR可以设计成只瞄准病人体内含有变异的基因，而不影响健康基因，即只影响某个基因的一个副本。这些成果与以往的干细胞研究成果结合，使CRISPR成为一种有用的人类iPSCs基因剪辑工具，其偏离目标的风险更小。9 o! z! q8 A: s% m6 f! ~9 L8 v

4 H+ P+ l! l: v　　约翰·霍普金斯大学医学院导师叶朝辉（音译）说，他们的研究详细说明了如何将CRISPR技术用于人类iPSCs，展现了该技术在这类细胞中的潜力。“干细胞技术正在迅速发展。我们认为，将iPSCs用于人类治疗的日子已经不远。”2 E& c( i/ e6 ]

2 s7 c: B/ _$ P! w% G, J# L6 n　　总编辑圈点& W' F& O1 F9 T$ \/ g
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　　TALEN技术是目前商业化最成功的技术，但将单个的TALEN模块进行组装需要大量的分子克隆和测序操作，十分繁琐。CRISPR技术则摆脱了合成并组装具有特异性DNA识别能力蛋白模块的繁琐操作，其工作量大大减少，为构建更高效的基因定点修饰技术提供了全新的平台。这两种技术应用于生物医学领域的历史都不长，但近年来发展却无比迅速。等到哪一天，这些技术编辑基因就如同编辑修改稿件一样自如的时候，就好了。
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) a4 G% f$ R  F9 |: B" X* T(来源:科技日报)
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, I% _) F6 k! F: d) K+ R' n! R: @4楼原文 感谢aidiulgy9517 提供

FreeCell

嘻嘻，人工设计干细胞时代即将开启！

weiyepan

求原文！

aidiulgy9517

回复 weiyepan 的帖子; q8 l3 G3 D  T& I& C. w+ Y; w" q
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Original Article/ \# C7 p1 [/ E, j+ w! C
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Molecular Therapy (24 November 2014) | doi:10.1038/mt.2014.226" m' P1 Q) A, b$ W1 q# l

: r, p" A2 W# \2 o* k1 w6 T! V1 G, wEfficient and Allele-Specific Genome Editing of Disease Loci in Human iPSCs
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Cory Smith, Leire Abalde-Atristain, Chaoxia He, Brett R Brodsky, Evan M Braunstein, Pooja Chaudhari, Yoon-Young Jang, Linzhao Cheng and Zhaohui Ye
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Efficient and precise genome editing is crucial for realizing the full research and therapeutic potential of human induced pluripotent stem cells (iPSCs). Engineered nucleases including CRISPR/Cas9 and transcription activator like effector nucleases (TALENs) provide powerful tools for enhancing gene-targeting efficiency. In this study, we investigated the relative efficiencies of CRISPR/Cas9 and TALENs in human iPSC lines for inducing both homologous donor-based precise genome editing and nonhomologous end joining (NHEJ)-mediated gene disruption. Significantly higher frequencies of NHEJ-mediated insertions/deletions were detected at several endogenous loci using CRISPR/Cas9 than using TALENs, especially at nonexpressed targets in iPSCs. In contrast, comparable efficiencies of inducing homologous donor-based genome editing were observed at disease-associated loci in iPSCs. In addition, we investigated the specificity of guide RNAs used in the CRISPR/Cas9 system in targeting disease-associated point mutations in patient-specific iPSCs. Using myeloproliferative neoplasm patient-derived iPSCs that carry an acquired JAK2-V617F point mutation and α1-antitrypsin (AAT) deficiency patient-derived iPSCs that carry an inherited Z-AAT point mutation, we demonstrate that Cas9 can specifically target either the mutant or the wild-type allele with little disruption at the other allele differing by a single nucleotide. Overall, our results demonstrate the advantages of the CRISPR/Cas9 system in allele-specific genome targeting and in NHEJ-mediated gene disruption.
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$ Z* U; r& ~' _1 V2 a: Rpdf  文件如下》6 h( z: Z8 k# l9 f. J
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