2016年08月28日訊 細(xì)菌一直在與病毒或入侵核酸進(jìn)行斗爭(zhēng),為此它們演化出了多種防御機(jī)制,CRISPR-Cas9適應(yīng)性免疫系統(tǒng)就是其中之一。規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)CRISPR與內(nèi)切酶Cas9的組合,可以在引導(dǎo)RNA的指引下,靶標(biāo)并切割入侵者的遺傳物質(zhì)。2012年研究者們利用這一特點(diǎn),將CRISPR系統(tǒng)發(fā)展成了強(qiáng)大的基因組編輯工具。該系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單而且擴(kuò)展性強(qiáng),很快便成為了生物學(xué)領(lǐng)域的香餑餑。
當(dāng)前CRISPR/Cas9已被成功改造成基因組定點(diǎn)編輯工具。因此,如何利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對(duì)病毒基因進(jìn)行高效靶向修飾,從而達(dá)到治療病毒感染病患的目的,成為了國(guó)內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室的研究熱點(diǎn)。
今年5月份,Temple大學(xué)的研究人員首次使用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù),成功從活體動(dòng)物基因組中切除了HIV-1 DNA。這一突破性研究發(fā)表在Gene Therapy雜志上,是通過(guò)基因編輯治療HIV的關(guān)鍵一步。
6月30日在《PLOS Pathogens》發(fā)表的一項(xiàng)研究表明,用CRISPR / Cas9基因組編輯技術(shù)攻擊皰疹病毒DNA,可以抑制病毒復(fù)制,并且在某些情況下可消除病毒。
但是,也有研究發(fā)現(xiàn),HIV可以逃避CRISPR/Cas9的治療。根據(jù)發(fā)表在4月7日《Cell Reports》雜志上的一項(xiàng)研究,在將CRISPR/Cas9用作有效的抗病毒藥物之前,或許還需要對(duì)這一基因編輯平臺(tái)進(jìn)行稍微的調(diào)整。利用CRISPR/Cas9突變細(xì)胞DNA內(nèi)HIV-1的研究人員發(fā)現(xiàn),盡管單突變可以抑制病毒復(fù)制,一些也可以導(dǎo)致意外的抵抗。
近期,來(lái)自吉林大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院的研究人員在《Virus Research》發(fā)表題為“Pseudorabies virus can escape from CRISPR-Cas9-mediated inhibition”的研究成果。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),偽狂犬病病毒(Pseudorabies virus)可以逃避CRISPR-Cas9介導(dǎo)的抑制作用。這項(xiàng)研究的通訊作者是吉林大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院的講師任林柱,歐陽(yáng)紅生教授也是本文共同作者。
CRISPR-Cas9系統(tǒng)是一種新開(kāi)發(fā)的基因組工程工具,用于通過(guò)靶定病毒基因組DNA的保守區(qū)域而抑制病毒感染。在這項(xiàng)研究中,該研究小組構(gòu)建了一個(gè)穩(wěn)定表達(dá)Cas9內(nèi)切酶的細(xì)胞系,以及靶定保守的偽狂犬病毒(PRV)UL30基因的sgRNA。在PRV感染期間,CRISPR-Cas9系統(tǒng)可有效地切割每個(gè)細(xì)胞傳代中的UL30基因。
然而,刪除和插入發(fā)生在低傳代細(xì)胞系中,而替換經(jīng)常觀察到在高傳代細(xì)胞系中。此外,PRV的拷貝數(shù)和病毒滴度,以一種傳代依賴(lài)性的方式顯著增加,從而表明,與低傳代細(xì)胞系相比,病毒基因組的復(fù)制和裝配在高傳代細(xì)胞系中更為有效。這些結(jié)果表明,PRV可能逃避CRISPR-Cas9介導(dǎo)的抑制。因此,CRISPR-Cas9系統(tǒng)是否適用于抗病毒藥物的應(yīng)用,應(yīng)該進(jìn)行考慮和仔細(xì)驗(yàn)證。
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