2017年8月CRISPR/Cas亮點盤點

基因組編輯技術CRISPR/Cas9被《科學》雜誌列為2013年年度十大科技進展之一，受到人們的高度重視。CRISPR是規律間隔性成簇短迴文重複序列的簡稱，Cas是CRISPR相關蛋白的簡稱。CRISPR/Cas最初是在細菌體內發現的，是細菌用來識別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防禦系統。

即將過去的8月份，有哪些重大的CRISPR/Cas研究或發現呢？小編梳理了一下這個月生物谷報道的CRISPR/Cas研究方面的新聞，供大家閱讀。

1.Cell子刊：我國科學家成功利用CRISPR/Cas9靶向CCR5基因產生HIV抵抗力

doi:10.1016/j.ymthe.2017.04.027

圖片來自WikiCommons, AJC1

小部分人攜帶著基因CCR5（該基因編碼一種在免疫細胞表面上發現的受體）純合突變，這種純合突變抑制HIV侵入這些免疫細胞。如今，在一項新的研究中，為了模擬這種天然抵抗力，來自中國疾病預防控制中心、北京大學、解放軍307醫院、軍事醫學科學院和廣州軍區廣州總醫院的研究人員在人胎兒肝臟造血干/祖細胞（hematopoietic stem/progenitor cell, HSPC）中讓CCR5基因發生突變，並且證實在移植到小鼠體內後，這些HSPC細胞能夠阻斷HIV感染。相關研究結果發表在2017年8月2日的Molecular Therapy期刊上，論文標題為「CRISPR/Cas9-Mediated CCR5 Ablation in Human Hematopoietic Stem/Progenitor Cells Confers HIV-1 Resistance In Vivo」。

在這項新的研究中，解放軍307醫院造血幹細胞移植科主任陳虎（Hu Chen）教授和北京大學幹細胞研究中心主任鄧宏魁（Hongkui Deng）教授和他們的同事們利用CRISPR/Cas9破壞了CD34+HSPC細胞中的CCR5基因。他們證實他們的基因編輯效率為21%～28%，高於利用ZFN方法報道的基因編輯效率：17%。

這項研究是首次利用CRISPR在動物模型中成功地讓HSPC細胞發生持續長時間的CCR5突變。鄧宏魁教授和陳虎教授在他們聯合發送給《科學家》雜誌的電子郵件中寫道，「CRISPR的優勢之一在於它具有較高的細胞轉染效率。」

這些研究人員證實這些經過CRISPR編輯的HSPC細胞能夠成功地在小鼠體內定植，而且這些細胞能夠經過分化，在47周內產生一系列正常的免疫細胞。他們還證實從這些發生HSPC細胞定植的小鼠體內分離出這些經過CRISPR編輯的HSPC細胞，隨後能夠將它們再次移植到另一組小鼠體內。

接下來，這些研究人員讓接受發生CCR5基因編輯或者未發生編輯的人CD34+HSPC細胞移植的小鼠接觸一種利用CCR5侵入T細胞的HIV毒株。相比於攜帶著正常的人HSPC的小鼠而言，在攜帶這些接受編輯的人HSPC細胞的小鼠中，HIV RNA水平在感染的最初幾周內發生下降，而且CD4+ T細胞數量下降得更少。

2.Cell：中美科學家開發出CAPTURE技術原位分析染色質相互作用

doi:10.1016/j.cell.2017.08.003

在一項新的研究中，來自中國科學院上海生命科學研究院、復旦大學、清華大學和美國德克薩斯大學的研究人員開發出一種新的系統來鑒定和描述控制人基因組中的調節性DNA序列活性的分子組分。相關研究結果發表在2017年8月24日的Cell期刊上，論文標題為「In Situ Capture of Chromatin Interactions by Biotinylated dCas9（利用生物素化的dCas9原位捕獲染色質相互作用）」。論文通信作者為復旦大學生物醫學研究院周鋒（Feng Zhou）研究員和德克薩斯大學西南醫學中心的徐劍（Jian Xu）教授。

這種系統被稱作CAPTURE（CRISPR Affinity Purification in situ of Regulatory Elements, 原位CRISPR親和純化調節元件），提供一種同時分離基因組序列結合蛋白以及研究它們與RNA和DNA之間的相互作用的方法。

CAPTURE方法是通過改變CRISPR基因組編輯系統的用途而被開發出來的。CRISPR系統包括Cas9蛋白，即一種經嚮導RNA（gRNA）引導結合到靶DNA上的酶。CAPTURE的工作機制是利用gRNA將一種失活的Cas9版本（dCas9）引導到研究人員想要研究的DNA序列元件上，而且dCas9接受生物素標記。隨後，生物素化的dCas9---與其他的蛋白、RNA和跟dCas9在染色體上的位置相關聯的DNA序列一起---經過鏈霉親和素親和純化，就能夠被分離出來和接受研究。這就使得鑒定和描述整個基因組中的調節區域和與這些調節區域結合的蛋白成為可能。

作為概念研究，這些研究人員利用CAPTURE方法成功地鑒定出很多已知的和新的人端粒結合蛋白。端粒是短的位於染色體末端的重複DNA序列，保護著我們的染色體免受磨損或與附近的染色體融合在一起。接著，他們在人血細胞中發現了調節異常的β-珠蛋白基因表達的新機制。β-珠蛋白是血紅蛋白的一個至關重要的亞基，而血紅蛋白負責我們的肺部和身體組織之間的氧氣和二氧化碳交換。β-珠蛋白基因表達變化與遺傳性血紅蛋白疾病（如鐮狀細胞疾病）相關聯。當前，鐮狀細胞疾病影響著世界5%的人口。

3.Nature：重磅！利用CRISPR–Cas9成功校正人胚胎中的致病性突變

doi:10.1038/nature23305

近日，關於一個科學家小組首次在美國對活的人胚胎進行基因編輯的消息傳開了。不過，這一成就的細節在當時是粗略的。如今，他們在線發表了他們的結果，揭示出他們成功地校正導致心臟病的MYBPC3基因突變。相關研究結果於2017年8月2日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos」。

美國哈佛大學-麻省理工學院布羅德研究所遺傳學家George Church（未參與這項研究）告訴《科學家》雜誌，「這是一個非常重大的里程碑。人們對美國喪失它的優勢感到焦慮不安，這是因為中國正在取得進展。但是這項精心設計的研究僅是花了較長的時間就獲得豐碩的成果。」

4.Science：重磅！異種移植有望成為現實！利用CRISPR/Cas9首次培育出不含內源性逆轉錄病毒的豬

doi:10.1126/science.aan4187

作為一家專註於將異種移植轉化為一種拯救生命的醫療手段的生物技術公司，eGenesis公司宣布該公司的科學家們和他們的合作者們在一項新的研究中證實利用CRISPR/Cas9讓豬內源性逆轉錄病毒（porcine endogenous retroviruses， PERV）失活可阻止跨物種病毒傳播，從而使得他們在成功地培育首批不含PERV的豬方面取得突破。這也是異種移植的一個重要的里程牌。相關研究結果於2017年8月10日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9」。

異種移植涉及將動物器官移植到人體中，是一種有前景的方法，有助緩解用於人體移植的嚴重器官短缺。然而迄今為止，PERV的跨物種傳播風險和其他的問題阻礙著它在人體中的使用。eGenesis公司致力於利用CRISPR技術提供安全而又有效的在豬體內培養的可移植人細胞、組織和器官，以便解決全世界幾十萬名患者的迫切需求。

5.科學家建人造精子介導高效產生點突變新方法

doi:10.1016/j.jgg.2017.07.004

中科院生化與細胞所李勁松研究組和第二軍醫大學附屬長征醫院袁文課題組在一項最新的研究中，結合 CRISPR-Cas9 基因編輯技術和半克隆技術，實現了點突變小鼠的高效製備。相關研究成果日前在線發表於國際學術期刊《遺傳學報》。

建立點突變小鼠模型，尤其是致病基因點突變的小鼠模型，對研究基因的功能和疾病的致病機制至關重要，但是通過傳統的同源重組編輯胚胎幹細胞的方法耗時耗力。近年來，通過 CRISPR-Cas9 直接注射受精卵可以獲得到攜帶點突變的小鼠，但產生攜帶點突變小鼠的效率不高且存在個體基因型嵌合的現象。李勁松研究組的前期研究建立了小鼠孤雄單倍體胚胎幹細胞（AG-haESCs）及將其注入卵子獲得健康小鼠的半克隆技術，進一步優化該技術獲得了能穩定高效產生半克隆小鼠的單倍體幹細胞（又稱為「人造精子」），為快速製備攜帶目的點突變小鼠模型提供了新方法。研究人員首先採用攜帶點突變的單鏈寡脫氧核苷酸（ssODN，長度為 99 鹼基）作為修復模板與 CRISPR-Cas9 共同轉入單倍體細胞中，發現隨著目的突變位點與 Cas9 酶切割位點（即 DNA 雙鏈斷開位點）距離的增加，同源重組獲得攜帶突變位點細胞的效率急劇下降。當距離≥10bp 時，採用 ssODN 為模板的效率低至無法檢測，無法獲得攜帶這些位點的突變細胞。為此，項目組構建了攜帶點突變的雙鏈載體作為模板（長度為 258bp-2.1kb），發現可以顯著提高同源重組效率；同時，發現當載體長度在 1 -1.5kb 時，同源重組效率最高。研究人員進而建立了攜帶點突變的單倍體細胞系，並通過卵子注射高效獲得攜帶目的點突變的小鼠模型。研究人員提出在致病點突變的模擬過程中，當突變位點與 DNA 雙鏈斷開位點距離＜10bp 時，可以選用 ssODN 為模板；當突變位點與 DNA 雙鏈斷開位點距離≥10bp 時，採用載體作為模板時會有較高的效率。

6.Cell Res：科學家利用猴子模型取得自閉症研究新進展

doi:10.1038/cr.2017.95

SHANK3結構域的突變是最典型的一類人類自閉症相關遺傳缺陷。遺傳改造過的突變體小鼠是研究該蛋白在自閉症發病過程中的病理學功能的最佳工具。然而，由於人與小鼠的大腦存在明顯的區別， 因此小鼠模型中得出的結論往往難以適用於臨床實踐。最近，來自中科院遺傳與發育研究所張永清博士課題組首次利用SHANK3缺陷型猴子模型發現了其神經發育的障礙。

利用CRISPR/Cas9技術，作者將獼猴胚胎中的SHANK3基因進行改造，成功得到了三個存在獨特基因突變的後代，之後他們通過免疫組化等方式分析了猴子的各個組織中基因的突變情況。

後續的試驗表明，SHANK3的突變會導致突觸後蛋白質，例如GluN2B、PSD95、mGluR5等的下調，並且會導致Homer1b/c在細胞中的聚集。此外，突變體猴子的大腦前葉區成熟的神經元數量有明顯降低，而星形細胞的數量則有明顯增加。

7.Science：重大突破！揭示III型CRISPR-Cas系統中的一種環寡腺苷酸信號通路

doi:10.1126/science.aao0100; doi:10.1126/science.aao2210

圖片來自Science, doi:10.1126/science.aao0100

為了解決這個問題，在一項新的研究中，來自立陶宛維爾紐斯大學的研究人員研究了嗜熱鏈球菌（Sterptococcus thermophilus）III-A型CRISPR-Cas系統中的Cas10（以下稱StCas10）是否具有ATP依賴的催化活性。他們通過生化反應實驗證實在嗜熱鏈球菌Csm（以下稱StCsm）複合物中，Cas10亞基的GGDD基序負責將ATP轉化為一種未知的反應產物X，而且這種反應依賴於Mn2+, Co2+或Zn2+，此外也較低程度地依賴於Mg2+或Fe2+。當然最為關鍵的是，這種反應特別依賴於靶RNA識別和crRNA 5』-柄與靶RNA的3』端側邊序列之間的非互補性。

為了確定反應產物X的身份，這些研究人員利用聚丙烯醯胺凝膠電泳、HPLC和質譜技術證實反應產物X是一種環寡腺苷酸（cyclic oligoadenylate, cOA）混合物，其中環三腺苷酸（cA3）是主要的產物。這就表明作為對病毒核酸入侵作出的反應，在StCsm複合物中，Cas10亞基的GGDD活性位點催化cOA合成。鑒於基於核苷酸的小分子化合物，如cAMP、cGAMP、p2Gpp、p3Gpp和NAADP，在多種有機體中作為信號分子發揮作用，他們猜測這些cOA也可能是原核生物的抗病毒防禦通路中的信號分子。考慮到這些基於核苷酸的信號分子通常結合到感測蛋白（sensory protein）上，他們也想要鑒定出cOA的感測蛋白。

為了理解Csm6蛋白在嗜熱鏈球菌CRISPR-Cas免疫系統中的作用，這些研究人員發現StCsm6和StCsm6』表現出不依賴於金屬離子的單鏈RNA（ssRNA）降解活性，而且這種降解活性依賴於保守的HEPN活性位點上的氨基酸殘基：RXXXXH。顯著的是，它們的ssRNA降解活性是較弱的，僅在較高的蛋白濃度（微摩爾範圍）下才是明顯的。他們猜測StCsm複合物產生的cOA可能作為StCsm6和/或StCsm6』的CART結構域的配體發揮作用。他們首先證實cOA混合物顯著地增加StCsm6和StCsm6』的單鏈RNA酶活性，降低所需的蛋白濃度大約1000倍，而且它們不能夠降解雙鏈RNA（dsRNA）和單鏈DNA（ssDNA），這意味著它們是ssRNA特異性的核酸酶。此外，通過開展一系列實驗，他們證實StCsm6和StCsm6』的CARF結構域作為StCsm複合物產生的cOA配體的感測蛋白髮揮作用。

為了確定哪種cOA是StCsm6和StCsm6』的激活物，這些研究人員開展核酸酶測試，結果揭示出在所有測試過的cOA中，僅cA6（環六腺苷酸）激活StCsm6和StCsm6』的RNA酶活性。有趣的是，是cA4（環四腺苷酸）而不是cA6激活TtCsm6的RNA酶活性。在相同的反應條件下，線性的寡腺苷酸並不激活StCsm6或TtCsm6。這似乎表明cOA是多種III型CRISPR-Cas系統中通用的信號分子。這一發現提示著Csm6/Csx1和與Csm/Cmr複合物結合的其他CARF家族蛋白可能是由cOA調節的。

8.Nature Plants:微生物所等發表植物基因組編輯研究綜述

doi:10.1038/nplants.2017.107

序列特異性核酸酶使得基因組編輯成為可能，快速推動了基礎和應用生物學的發展。CRISPR-Cas9系統自出現以來，作為可轉化植物的基因組編輯工具已得到廣泛應用。CRISPR-Cas9對基因組靶位點進行定向切割，造成DNA雙鏈斷裂。DNA雙鏈斷裂主要通過兩種高度保守的機制進行修復，即非同源末端連接(Non-homologous end joining， NHEJ)和同源重組(Homologous recombination， HR)。通過NHEJ方式，斷裂的DNA會重新連接，但往往是不精確的，斷裂位置會產生少量核苷酸的插入或刪除，通常產生基因敲除突變體；與之相反，HR方式以同源序列為模板進行合成修復，可以產生精確的定點替換或插入突變，精準編輯靶基因。通過基因組定向突變進行基因功能鑒定和性狀改良在植物中已得到廣泛應用。然而，在植物中進行精準基因組編輯的需求極其迫切，尤其是對於那些難以轉化的物種。目前，新開發出來的Cas9變體、新型RNA導向的核酸酶、鹼基編輯系統和無DNA的CRISPR-Cas9遞送方法都為植物基因組工程提供了前所未有的機遇。近日，中國科學院微生物研究所邱金龍研究組最近發表文章綜述了植物基因組編輯的現狀，重點關注由於植物基因組編輯的自身特點所帶來的特殊挑戰和機遇，並介紹了新近發展出的基因組編輯工具、方法及其在植物中潛在的應用。文章最後還展望了植物基因組編輯的前景和未來方向。

9.Cell：重磅！利用改進的CRISPR/Cas9系統校正微衛星重複擴增疾病中的RNA缺陷

doi:10.1016/j.cell.2017.07.010

在此之前，CRISPR-Cas9基因編輯技術僅能夠被用來操縱DNA。在2016年的一項研究中，美國加州大學聖地亞哥分校醫學院的研究人員在一種被稱作RNA靶向性Cas9（RNA-targeting Cas9, RCas9）的方法中改變這種技術的用途，利用它追蹤活細胞中的RNA（Cell, doi: 10.1016/j.cell.2016.02.054）。在一項新的研究中，這些研究人員將RCas9又向前推進一步：他們利用這種技術校正導致微衛星重複擴增疾病（microsatellite repeat expansion diseases）的分子錯誤。相關研究結果於2017年8月10日在線發表在Cell期刊上，論文標題為「Elimination of Toxic Microsatellite Repeat Expansion RNA by RNA-Targeting Cas9」。微衛星重複擴增疾病包括1型肌強直性營養不良、2型肌強直性營養不良、最為常見的遺傳性肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）和亨廷頓舞蹈病。

這些研究人員在實驗室針對導致微衛星重複擴增疾病的RNA測試了這種新的RCas9系統。RCas9清除了95%以上的與1型肌強直性營養不良、2型肌強直性營養不良、最為常見的ALS和亨廷頓舞蹈病相關的RNA病灶。這種方法也清除了95%的在實驗室培養的患者肌強直性營養不良細胞中存在錯誤的重複性RNA。

另一種衡量成功的指標在於MBNL1。MBNL1是一種在正常情形下結合到RNA上的蛋白，但是1型肌強直性營養不良中的RNA病灶阻止它結合到它的上百種天然的RNA靶標上。當這些研究人員採用RCas9時，他們在患者肌肉細胞中逆轉了93%的存在功能障礙的RNA靶標，而且這些細胞最終類似於健康的對照細胞。

10.Science：公眾對人體基因組編輯的態度雖然各異，但都認為應開展對話

doi:10.1126/science.aan3708

在一項新的研究中，這些研究人員評估了美國人對開展人體基因組編輯的看法，以及他們的態度如何推動公眾討論。他們發現公眾對它的使用存在分歧，但一致同意開展對話是比較重要。相關研究結果發表在2017年8月11日的Science期刊上，論文標題為「U.S. attitudes on human genome editing」。

相比於大眾針對這種技術的態度的之前研究，這項新的研究採取了一種存在更多細微差別的方法，研究了針對利用基因編輯用於疾病治療或人體強化（human enhancement）的公眾意見，以及針對能夠遺傳或不能遺傳的基因編輯的公眾意見。

這些研究人員，包括Scheufele、威斯康星大學麥迪遜分校生命科學傳播教授Dominique Brossard和威斯康星大學麥迪遜分校傳播藝術教授Michael Xenos，首先調查了研究參與者對利用基因編輯治療疾病或進行人體強化（製造所謂的「設計嬰兒」）的看法。儘管大約三分之二的參與者對治療性編輯表達了至少一些支持，但是僅三分之一的參與者支持利用這種技術進行人體強化。

11.AJHG：11家遺傳學機構呼籲謹慎使用人類生殖細胞基因組編輯技術

doi:10.1016/j.ajhg.2017.06.012

日前，11個從事遺傳學研究的組織關於對人類生殖細胞系進行基因組編輯發布了一份聲明，聲明中研究人員不推薦在人類懷孕達到頂峰時進行基因組編輯，但研究人員希望將體外研究推向潛在的臨床應用中。相關研究刊登於國際雜誌The American Journal of Human Genetics上。

來自斯坦福大學的遺傳學教授Kelly E. Ormond表示，我們的基因組編輯組包括來自人類遺傳學子領域的一些專家以及來自多個健康系統和研究領域的研究人員。自從2013年基因魔剪CRISPR/Cas9系統的出現以來，由於該基因編輯工具能夠在多個細胞類型和物種中進行有效個體化地編輯，因此該工具在遺傳學研究領域很快就被廣泛使用了起來。

當考慮到在生殖細胞中進行基因組編輯的眾多問題以及目前的科學現狀，研究人員同意如下觀點：1）在以人類懷孕為最終目的時不太適合進行生殖細胞的基因組編輯；2）我們並沒有理由組織進行體外的生殖細胞基因組編輯（在適當的監督和管理下），當然也並不能阻止對諸如這樣的研究進行組織。

此外，在進行生殖細胞基因組編輯的臨床應用之前，研究者認為應該做到以下幾點：1）必須有令人信服的理由來使用這種方法；2）有支持臨床應用的證據基礎；3）必須有倫理辯護；4）必須透明和公開。最後研究者Ormond教授說道，在未來幾年裡，隨著基礎科學研究過渡到基因組編輯研究領域，我們也敦促利益相關放應當將重要的倫理道德和社會討論聯繫起來。

12.Nat Med：人基因變異可能讓CRISPR基因編輯複雜化

doi:10.1038/nm.4377

我們的DNA上的自然差異可能通過抑制Cas9切割合適的基因靶標或者任何一種靶標的能力，降低CRISPR對人類基因組進行精準編輯的能力。詳細地分析這個問題的嚴重程度，可能對基因組編輯技術如何在臨床試驗中進行測試和它們是否能夠被廣泛地使用產生影響。這種分析的結果於2017年7月31日在線發表在Nature Medicine期刊上，論文標題為「Implications of human genetic variation in CRISPR-based therapeutic genome editing」。

在這項新的研究中，布羅德研究所的David Scott和Feng Zhang分析了來自外顯子組集合聯合（Exome Aggregation Consortium, ExAC）和千人基因組（1,000 Genomes, 1000GP）資料庫的數據，結果發現DNA差異顯著地影響Cas9等RNA引導的核酸內切酶的作用效果。ExAC和1000GP資料庫收錄了人類基因變異方面的數據。

作為這項研究的一部分，Scott和Zhang研究了針對與影響大腦、腎臟、膽固醇和血管生長等的疾病相關聯的12個基因設計的單個嚮導RNA（gRNA）。依賴於基因上存在的人基因組特徵，這些gRNA的脫靶位點數量位於0到10000多個之間。

Zhang和Scot說，GUIDE-seq和CIRCLE-seq等篩選策略能夠在全基因組範圍內揭示RNA引導的核酸酶的脫靶切割活性，應當被用來準確地找到針對特定疾病的最佳的gRNA-核酸酶組合。

13.Cell子刊：重磅！利用CRISPR/Cas9成功清除一條完整的染色體

doi:10.1016/j.ymthe.2017.05.021

圖片來自iStock, Polesony

在一項新的研究中，來自澳大利亞阿德雷德大學的研究人員利用CRISPR-Cas9基因組編輯技術成功地清除了一條完整的小鼠染色體。在XY小鼠胚胎幹細胞中，他們在體外在Y染色體的著絲粒或長臂上產生許多雙鏈斷裂，從而導致Y染色體片段化，並且在這種小鼠胚胎幹細胞中消失。當在體內在小鼠胚胎中採用這種著絲粒靶向方法時，這也會導致Y染色體丟失。相關研究結果發表在2017年8月2日的Molecular Therapy期刊上，論文標題為「Targeted Deletion of an Entire Chromosome Using CRISPR/Cas9」。

這些研究人員著手探究CRISPR-Cas9基因組編輯技術是否能夠適用於由額外的染色體導致的非整倍體（aneuploidy）。他們首先在體外在41個位點切割Y染色體的著絲粒，隨後觀察到在90%的接受這種處理的細胞中，Y染色體是不能夠檢測到的，相比之下，對未接受處理的細胞而言，這一數字是13%。類似地在298個位點上切割Y染色體的長臂會導致95%的細胞丟失它們的Y染色體。

這些研究人員隨後利用靶向Y染色體著絲粒上的41個位點的CRISPR-Cas9處理27個雄性小鼠受精卵。在所產生的胚胎當中，僅8個含有一條Y染色體。

14.Human Gene Therapy:中科院廣州生物院陳小平課題組發表原代T細胞基因編輯和艾滋病基因治療研究進展

doi:10.1089/hum.2017.032

2017年6月9日，基因治療領域權威雜誌human Gene Therapy在線發表了中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院陳小平課題組的最新研究成果。該研究首次利用最新的CRISPR/Cas9基因編輯技術，對人原代CD4+T細胞的兩個重要受體CXCR4和CCR5基因進行雙敲除，並對基因修飾過的T細胞進行體外的攻毒試驗，證明雙敲除的CD4+T細胞可以同時抵禦X4-嗜性和R5-嗜性的HIV-1病毒株感染，為未來開展基於T細胞的艾滋病基因治療提供了更為高效和安全的技術平台。該成果是博士研究生余松林等在導師陳小平指導下完成的。

CD4+T細胞是HIV-1感染人體的主要靶細胞，也是艾滋病基因治療的重要功能性細胞。CCR5是HIV-1感染CD4+T細胞的主要共受體。隨著病毒感染的推進，病毒嗜性從R5-嗜性向X4-嗜性轉變，並最終導致患者進展到AIDS期。因此，對於慢性期HIV-1感染者，同時敲除CXCR4和CCR5將可能阻斷任何單一嗜性和雙嗜性病毒的侵襲，從而提供雙重保護，實現艾滋病的功能性治癒。

研究人員採用最新的CRISPR/Cas9基因編輯工具，通過改進傳遞方法，優化轉染條件，最終實現了原代T細胞的多基因敲除。對修飾後細胞的功能驗證表明，CXCR4/CCR5雙敲除的T細胞的生長和增殖能力、細胞凋亡水平與未修飾過的T細胞沒有顯著差異。但是，經過雙受體基因修飾的CD4+T細胞可以有效抵禦雙嗜性HIV-1病毒株的感染。考慮到體內模型中，患者自身存在的HIV-1可以提供病毒選擇壓力，自然選擇出CXCR4/CCR5基因敲除的CD4+T細胞，從而建立起對病毒的有效防護，因此可預期在體內研究中或可取得更為顯著的抗病毒治療效果。

15.Plant Biotechnology Journal:農科院生水稻所王克劍研究組找到提高水稻基因組編輯效率方法

doi:10.1111/pbi.12771

2017年6月12日，國際期刊《plant Biotechnology Journal》在線發表了中國農業科學院水稻研究所王克劍課題組和中科院遺傳所李家洋課題組合作完成的「提高CRISPR-Cas9-VQR系統在水稻中的基因組編輯效率」研究論文。研究顯著提高了CRISPR-Cas9-VQR系統在水稻中的基因組編輯效率。碩士研究生胡熙璕和遺傳所助理研究員孟祥兵為論文共同第一作者，李家洋研究員和王克劍研究員為共同通訊作者。

CRISPR-Cas9系統已經廣泛應用於基因組編輯。但是該系統在進行基因組編輯時，除需要特異識別靶序列之外，還需要特異識別一段NGG的鄰近核苷酸序列，這大大限制了該系統的編輯位點選擇範圍。在前期的研究中，課題組通過對Cas9蛋白進行定點突變，獲得了Cas9蛋白的VQR變體，並在水稻基因組中成功實現對NGA鄰近序列的編輯，極大的擴展了基因編輯位點的選擇範圍(Hu et al., 2016. molecular Plant)，然而CRISPR-Cas9-VQR系統與原CRISPR-Cas9系統相比較，其編輯效率依然偏低，這限制了該系統在水稻中的推廣應用，為此，本研究通過優化sgRNA的結構以及使用水稻內源性強啟動子來驅動VQR變體的表達，成功將CRISPR-Cas9-VQR系統的編輯效率提高到了原有系統的3到7倍。

來源：生物谷

生物易構（bioeg.cn）更貼心的試劑耗材採購平台，我們用優質的貨源來保障你實驗的嚴謹，我們用貼心的服務讓你感受如家人般的溫暖，我們不願與你之間只有訂單和交易，我們期待與你心貼心的交流。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！