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CRISPR技术被成功用于清除细胞中的HIV病毒

2014/07/28 来源:锐博生物
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导读
2006年诺奖得主Craig C. Mello在本月接受采访时曾经对CRISPR技术大加称赞,他认为这项技术在医学应用领域具有卓越前景(延伸阅读:Craig Mello: CRISPR让一切皆有可能)。在21日发布于PNAS的一篇论文中,来自美国天普大学的研究小组就使用CRISPR/Cas9精确基因组编辑技术,把HIV基因组从细胞自身基因组中清除了出去,再一次证明了这项技术的应用潜力。

2006年诺奖得主Craig C. Mello在本月接受采访时曾经对CRISPR技术大加称赞,他认为这项技术在医学应用领域具有卓越前景。在21日发布于PNAS的一篇论文中,来自美国天普大学的研究小组就使用CRISPR/Cas9精确基因组编辑技术,把HIV基因组从细胞自身基因组中清除了出去,再一次证明了这项技术的应用潜力。       

该研究小组在去年京都大学Yoshio Koyanagi和他的同事的研究成果基础上,使用两个向导RNA(guide RNA, gRNA),组成一个CRISPR/Cas9系统,同时靶向HIV-1的3’端和5’端长末端重复序列(long terminal repeats, LTRs),诱导这两个LTRs产生插入/缺失突变(indels),从而达到删除HIV-1前病毒DNA的效果。同Yoshio Koyanagi所使用的Cas9核酸酶单链gRNA系统相比,双gRNA系统显得更有效率。


CRISPR/Cas9系统在LTR-A和LTR-B切割位点之间精确剪切掉190bp长度序列(左图),通过TA克隆及测序结果确认有306bp长度片段保留下来(右图)

由于CRISPR/Cas9系统有时会切掉基因组中的非靶点序列,从而产生一定的脱靶效应,在这项研究中,研究者通过全基因组测序,确定其设计的CRISPR/Cas9系统不会出现明显的脱靶效应,但研究者还会继续用更为彻底的手段进行分析,以免有漏网之鱼。

这项研究展示了CRISPR技术在对抗HIV病毒方面的应用潜力,但是对于HIV,CRISPR依然有一个巨大的挑战,即如何精确地让CRISPR系统在数以百万计的正常细胞中找到受HIV病毒感染的细胞,发挥基因组编辑的作用。目前,该研究小组已经把他们的目光集中到这个CRISPR系统释放策略的研究上,他们正在努力优化该系统,同时开发一种纳米颗粒,以达到精确释放目的。对于现有结果,研究者认为已经有足够多的体外细胞水平实验做支持,可以进行下一步的动物实验,他们期待有朝一日能让为每一个HIV感染者设计出最有效的CRISPR系统,高效彻底地清除掉HIV病毒整合进宿主基因组内的遗传信息。

相关论文:Wenhui H, Rafal K, Fan Y, et al. RNA-directed gene editing specifically eradicates latent and prevents new HIV-1 infection PNAS, doi:10.1073/pnas.1405186111, 2014.

来源:http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/40531/title/Genome-Editing-Cuts-Out-HIV/


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