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丁秋蓉组研究发现降低CRISPR脱靶率的新方法

        9月24日,国际学术期刊Molecular Therapy在线发表了我所丁秋蓉研究组的最新研究成果“A Self-restricted CRISPR System to Reduce Off-target Effects”。该研究对现有的CRISPR系统进行改造,成功降低了CRISPR的脱靶率。

        CRISPR基因组编辑被广泛用于多种细胞和动物模型的基因组序列改造,在科学研究和临床转化方面有很大的应用价值。现有的多数实验条件下CRISPR材料的导入主要通过病毒载体,如慢病毒用于体外细胞基因编辑,腺病毒或腺相关病毒用于在体细胞基因编辑。病毒载体的利用提供了高效的转导效率,但病毒载体在细胞内的驻留导致CRISPR长时间的组成性表达,会显著扩大潜在的脱靶效应。虽然目前已有多个方法体系用于降低CRISPR脱靶效率,但往往需要特殊载体的构建,额外基因的表达以及小分子诱导物的加入,增加了系统的复杂性。

        在丁秋蓉研究员的指导下,研究生陈彦好等构建了一个自我控制型(self-restricted)的CRISPR系统,即在靶向目的基因的同时靶向Cas9基因本身,从而显著降低病毒导入系统中Cas9的表达时间,增加其靶向特异性(图1)。研究人员在Huh7细胞中以慢病毒载体导入的CRISPR为例,检测了self-restricted CRISPR系统的靶向效率和特异性。实验结果表明感染Hun7细胞后self-restricted lentiCRISPR载体相比普通的lentiCRISPR载体同样可以高效切割目的基因片段;而对细胞进行病毒感染长达20天后的脱靶效应检测发现,self-restricted CRISPR相比于普通CRSIPR可以显著降低脱靶效应。该系统只需要在原有的CRISPR载体中简单的增加一条靶向Cas9的向导RNA表达,操作简单,可直接借鉴应用于体外和体内多种CRISPR平台以降低脱靶效率。目前该方法已提交专利申请。

        该研究获得了营养所、中科院百人计划、国家青年千人计划和上海浦江人才计划的相关资助。

        论文链接:http://www.nature.com/mt/journal/v24/n9/full/mt2016172a.html

 
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