首次！新CRISPR可任意“編輯”非分裂細胞
中國微生物菌種查詢網 來源：生物探索 / 2016-11-18 08:03:16
Salk研究所的科學家們發(fā)現(xiàn)基因編輯神器CRISPR的又一“魔力”。研究人員首次證實，基于CRIPSR的技術能夠將DNA插入到非分裂細胞（non-dividingcells）的靶向位置。此外，研究還證實，這一技術能夠部分恢復盲鼠的視覺反應。
論文的通訊作者JuanCarlosIzpisuaBelmonte教授說：“我們感到非常興奮，因為這是之前不能做到的事情。我們首次進入了不能分裂的細胞中，且能任意修改DNA。這一發(fā)現(xiàn)可能的應用價值是非常巨大的?！?
迄今為止，括CRISPR-Cas9系統(tǒng)在內的DNA編輯技術一直在分裂細胞中最有效，如皮膚或腸道中的細胞。Salk研究所發(fā)明的這一新技術（簡稱Salk技術）插入新DNA到分裂細胞中的有效率是其它技術的10倍。這將使這一新技術成為研究和醫(yī)學領域非常有前景的工具。但更重要的是，Salk技術首次使科學家們成功將新基因插入到了不再分裂的成人細胞的精準DNA位置。這些不再分裂的細胞包括眼睛、大腦、胰腺或心臟細胞等。這項突破為這些細胞的治療應用提供了新的可能。
如何實現(xiàn)的？
為了獲得這一結果，科學家們靶向了稱為非同源性末端接合（non-homologousend-joining，NHEJ）的DNA修復細胞通路。這一通路的作用是修復常規(guī)的DNA斷裂。他們將這一過程與已有的基因編輯技術CRISPR相結合，成功地將新的DNA插入到了非分裂細胞的精準位置。
論文的共同第一作者KeiichiroSuzuki說：“利用這一NHEJ通路插入新的DNA是基因組編輯領域一項革命性的成果。先前沒有人這樣做過?！?
具體來說，首先，研究小組著手優(yōu)化NHEJ機制，以便與CRISPR-Cas9系統(tǒng)一起使用。他們創(chuàng)建了一個由核酸雞尾酒組成的定制插入包（insertionpackage），并稱其為同源非依賴性靶向插入（homology-independenttargetedintegration，HITI）。隨后，他們利用一種惰性病毒呈遞HITI的遺傳指令包到神經元中。
最后，為了探索HITI用于基因替代療法的可能性，研究小組在色素性視網膜炎大鼠模型中測試了這一技術。這是一種遺傳性視網膜退化疾病，能夠導致人類失明?？茖W家們利用HITI將Mertk基因的功能性拷貝遞送到3周齡大鼠的眼睛中。Mertk基因是患色素性視網膜炎時損傷的基因之一。
研究人員在大鼠8周齡時開始分析這一基因編輯過程的作用。結果發(fā)現(xiàn)，實驗動物能夠對光作出響應。通過一些測試表明，大鼠的視網膜細胞正在痊愈。
該研究的共同第一作者ReynaHernandez-Benitez說：“結果證實，我們能夠改善這些盲鼠的視力。這些初期的成果表明了這一技術的前景?！?
前景&計劃
IzpisuaBelmonte說：“現(xiàn)在，我們擁有了能夠修改非分裂細胞中DNA的技術，使得我們能夠修復大腦、心臟和肝臟中‘壞掉’的基因。這或許能夠幫助治愈一些我們從前束手無策的疾病?！?
研究小組的下一步計劃是改善HITI的呈遞效率。HITI技術的“魅力”所在是，它不只是適用于CRISPR-Cas9，而是適用于任何靶向基因組工程系統(tǒng)。因此，隨著這些系統(tǒng)安全性和有效性的提高，HITI的效果也會隨之改變。
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