Nature Methods:中国科学家发表基因编辑新成果
张家伟/新华网 · 2016/09/08
中国研究人员9月5日在英国《自然·方法学》期刊网络版上发表论文说,他们开发的一项新技术可高效控制CRISPR-Cas9基因编辑系统,从而实现对癌细胞的定向干预。


中国研究人员9月5日在英国《自然•方法学》期刊网络版上发表论文说,他们开发的一项新技术可高效控制CRISPR-Cas9基因编辑系统,从而实现对癌细胞的定向干预。

近年迅猛发展的CRISPR-Cas9系统具有很强的基因编辑和调控能力,通过sgRNA的精确“制导”和cas9核酸酶实施靶向基因功能操作,两者协同实现编辑和调控能力。这一系统已在生命科学和医学等多领域得到广泛应用,然而其在应用过程中仍有许多方面尚待完善,如避免“使用失控”和“过度编辑”等问题。

深圳市第二人民医院的研究人员通过互补结合核酸适配体RNA茎部序列与CRISPR-Cas9系统中sgRNA负责识别靶基因的序列,实现了对CRISPR-Cas9系统的控制,形成一套可精确调控基因激活、抑制和切割等多重功能的新技术。

传统方法主要借助外部“力量”来消灭癌细胞,但往往会伤及无辜正常细胞,引起极大副作用。对于基因突变导致细胞信号转导异常的癌症,研究人员利用新技术能够控制癌细胞内信号流动方向,有效干预癌细胞的多种“恶性”行为,启动这些细胞自身的死亡程序。

研究人员已利用包括膀胱癌在内的多种类型癌细胞验证了这套新工具的有效性。论文第一作者、深圳市第二人民医院的刘宇辰对新华社记者说:“这是过去传统研究方法所不容易或无法实现的,而由于正常细胞不存在癌细胞特有分子,因此它们基本不受影响。”

论文通讯作者、深圳市第二人民医院的黄卫人说:“课题组正测试一些体内基因输送系统的有效性和生物安全性,如工程化大肠杆菌、溶瘤病毒、免疫细胞、纳米颗粒等等。未来如果成功,将能够进一步提升这种工具的抗癌效应,并且也能拓展到多个领域,包括癌症、糖尿病等多种疾病的精准治疗方案也有望得到改变。”

本文转载自新华网,原标题“中国研发出基因编辑系统控制新技术:实现对癌细胞的定向干预”。

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  • Directing cellular information flow via CRISPR signal conductors

    Abstract• References• Author information• Supplementary information The complex phenotypes of eukaryotic cells are controlled by decision-making circuits and signaling pathways. A key obstacle to implementing artificial connections in signaling networks has been the lack of synthetic devices for efficient sensing, processing and control of biological signals. By extending sgRNAs to include modified riboswitches that recognize specific signals, we can create CRISPR–Cas9-based 'signal conductors' that regulate transcription of endogenous genes in response to external or internal signals of interest. These devices can be used to construct all the basic types of Boolean logic gates that perform logical signal operations in mammalian cells without needing the layering of multiple genetic circuits. They can also be used to rewire cellular signaling events by constructing synthetic links that couple different signaling pathways. Moreover, this approach can be applied to redirect oncogenic signal transduction by controlling simultaneous bidirectional (ON–OFF) gene transcriptions, thus enabling reprogramming of the fate of cancer cells.

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