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来自研究机构

CRISPR/CAS9用于小鼠遗传控制

这项技术为啮齿类动物的人类疾病研究提供了强有力的新基因工具。

戴特:
1月23日,二千零一十九
来源:
加州大学圣地亚哥分校
总结:
利用主动遗传学技术,生物学家开发了世界上第一种基于CRISPR/CAS9的方法来控制哺乳动物的遗传。小鼠的研究成果为基于该技术的进一步发展奠定了基础。包括对人类疾病的生物医学研究。未来的动物模型可能会出现复杂的人类遗传疾病,比如关节炎和癌症,这是目前不可能的。
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加州大学圣地亚哥分校的研究人员首次使用CRISPR/CAS9控制哺乳动物的遗传。
学分:库珀实验室加州大学圣地亚哥分校

加州大学圣地亚哥分校的生物学家开发了世界上第一种基于CRISPR/CAS9的方法来控制哺乳动物的遗传。

世界各地的科学家一直在利用CRISPR/CAS9编辑各种动植物物种的遗传信息。编辑基因组的一种方法可以控制将一个基因的两个拷贝中的哪一个传递给下一代。尽管近年来在昆虫中已经发展出这种“主动遗传学”方法,在哺乳动物身上创造这样的工具更具挑战性,由于两代人之间的时间更长,测试它们需要更长的时间。

1月23日发表在杂志上自然,加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)的一个联合研究小组开发了一种新的小鼠主动基因技术。加州大学圣地亚哥分校研究生Hannah Grunwald的成就,助理研究员瓦伦蒂诺·甘茨和金伯利·库珀教授领导的同事们,为基于该技术的进一步发展奠定了基础,包括对人类疾病的生物医学研究。

库珀说:“我们的动机是将其开发成实验室研究人员控制小鼠多基因遗传的工具。”“随着进一步的发展,我们认为有可能建立复杂人类遗传疾病的动物模型,比如关节炎和癌症,这是目前不可能的。”

为了证明小鼠的可行性,研究人员设计了一个活跃的基因“模仿”DNA元素到控制毛发颜色的酪氨酸酶基因中。当copycat元素破坏小鼠基因的两个拷贝时,本来是黑色的皮毛是白色的,他们方法成功的明显证据betway必威安卓。copycat元素的设计也使得它不能自己在人群中传播,betway必威安卓与昆虫的crispr/cas9“基因驱动”系统形成对比的是,crispr/cas9系统建立在一个相似的潜在分子机制上。

在为期两年的项目期间,研究人员使用各种策略来确定复制的元素可以从一个染色体复制到另一个染色体上,以修复crispr/cas9所针对的DNA断裂。因此,最初只出现在两条染色体中的一条上的元素被复制到另一条染色体上。在其中一个家庭里,多达86%的后代继承了来自母本的模仿元素,而不是通常的50%。

这种新方法在雌鼠产卵期间起作用,但在男性的精子生产过程中却没有。这可能是由于男女减数分裂的时间不同,一种通常对染色体进行配对以改变基因组的过程,可能有助于这种工程复制事件。

根据加州大学圣地亚哥分校教授伊桑·比尔的说法,研究合著者,结果,“为合成生物学的各种应用开辟了道路,包括研究各种生物过程的复杂遗传系统的模块化组装。”

库珀和她实验室的成员们现在正在尝试着将这个工具扩展到多个基因和特性上,这是首个基于单一基因的哺乳动物主动遗传成功。

“我们已经证明,我们可以将一个基因型从杂合子转换为纯合子。现在我们想看看我们是否能有效地控制动物三个基因的遗传。如果能同时为多个基因实现这一点,它可能会彻底改变老鼠的基因,”库珀说。

虽然新技术是为实验室研究而开发的,一些人已经预见到未来的基因驱动将在野外建立在这种方法的基础上,努力在入侵物种泛滥的生态系统中恢复自然生物多样性的平衡,包括啮齿动物。

“通过额外的改进,Bier说:“应该有可能开发基因驱动技术,以改变或可能减少作为疾病载体或对本土物种造成损害的哺乳动物种群。”

然而,这些数据还表明,在野外实际使用所需的技术改进有时间仔细考虑这项新技术的哪些应用可以和应该得到实施。研究人员指出,然而,他们的研究结果显示出了一个巨大的进步,可能已经缩短了时间,betway必威安卓推进人类疾病生物医学研究和了解其他类型复杂遗传特征所需的动物成本和数量。

库珀说:“我们也有兴趣了解进化的机制。”“对于经过数千万年进化的某些特性,基因变化的数量比我们目前在老鼠身上所能收集到的要多,以了解是什么导致蝙蝠的手指长成了翅膀。例如。因此,我们想利用大量这些活跃的遗传工具来了解哺乳动物多样性的起源。”

前加州大学圣地亚哥分校博士后Gunnar Poplawski研究员(合著第一作者,现在在新加坡国立大学)和员工研究助理Xiang Ru Xu也参与了这项研究。

故事来源:

材料提供的加州大学圣地亚哥分校.原作马里奥·阿奎莱拉。注意:内容可以根据样式和长度进行编辑。


日记帐引用

  1. 汉娜A格伦瓦尔德瓦伦蒂诺M.甘茨Gunnar Poplawski,向如S徐伊桑·比尔和金伯利库珀。Crispr-Cas9介导的雌性小鼠种系超孟德尔遗传.自然,2019 DOI:10.1038/S41586-019-0875-2

引用这一页

加利福尼亚大学-圣地亚哥。“CRISPR/CAS9用于控制老鼠的遗传:这项技术为啮齿动物的人类疾病研究提供了强有力的新遗传工具。”《科学日报》。betway必威安卓betway必威安卓科学日报,2019年1月23日。 .
加利福尼亚大学-圣地亚哥。(2019)1月23日)。CRISPR/CAS9用于控制小鼠遗传:该技术为啮齿类动物的人类疾病研究提供了强有力的新遗传工具。 betway必威安卓.3月5日检索,2019来自www.sciebetway必威安卓ncedaily.com/releases/2019/01/190123131727.htm
加利福尼亚大学-圣地亚哥。“CRISPR/CAS9用于控制老鼠的遗传:这项技术为啮齿动物的人类疾病研究提供了强有力的新遗传工具。”《科学日报》。betway必威安卓www.betway必威安卓sciencedaily.com/releases/2019/01/190123131727.htm(3月5日访问)2019)。

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