用CRISPR构建“自毁”型载体

【字体: 时间:2015年04月01日 来源:生物通

编辑推荐:

  现在科学家们利用CRISPR技术构建出了一种新型载体,该载体在哺乳动物细胞中产生蛋白合成脉冲之后就会降解,由此控制蛋白质的表达量和表达时间。这项研究发表在Nucleic Acids Research杂志上。

  

生物通报道:基因表达实验可以揭示蛋白质的功能,不过要精确控制基因的表达还比较困难,特别是在合成生物学和基因治疗领域。现在科学家们利用CRISPR技术构建出了一种新型载体,该载体在哺乳动物细胞中产生蛋白合成脉冲之后就会降解,由此控制蛋白质的表达量和表达时间。这项研究发表在Nucleic Acids Research杂志上。

为了实现精确可控的基因递送,德克萨斯大学Leonidas Bleris决定带领研究团队设计半衰期短的质粒,“我们很快决定采用CRISPR-Cas9技术,”他说。

研究人员设计的质粒载体携带有目的基因、Cas9核酸酶和引导Cas9剪切的gRNA。当这样的质粒进入细胞之后,就会生产这三种蛋白。随后gRNA引导Cas9酶去切掉质粒,抑制进一步的蛋白生产并降解载体。而已经表达的蛋白最终会被细胞分解掉。

研究人员在这个质粒中添加了方便检测的荧光蛋白mKate2,还选择了两种在人类基因组中脱靶最少的gRNA。由于mKate2半衰期较长,研究人员在它的C端加上了加速其降解的氨基酸序列。研究显示,质粒进入人类细胞后产生了明亮的荧光脉冲,荧光在七小时之后达到峰值,随后慢慢衰退。(延伸阅读:Cell子刊:组织特异性的CRISPR载体

在证明了质粒的有效性之后,研究人员开始对这一系统进行微调。他们通过计算机模拟分析了载体量、mKate2稳定性、剪切复合体与靶点亲和力所产生的影响,并在此基础上构建了不同版本的递送系统。“蛋白质稳定性和CRISPR系统的剪切效率,决定着蛋白的表达量和表达时间,”Bleris说。

研究人员建立了能够满足一系列递送性能的载体文库,包括不同的蛋白合成量和蛋白合成时间。除了提供基因治疗所必须的精确控制,这些载体在合成生物学中也很有价值。“这一机制还可以用来实现无痕递送,甚至保护知识产权,”他补充道。举例来说,让gRNA靶标递送载体上的多个靶标,可以在引入治疗性蛋白之后将载体完全降解,以保护载体上的专利序列。

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:

Moore R, Spinhirne A, Lai MJ, Preisser S, Li Y, Kang T, Bleris L. CRISPR-based self-cleaving mechanism for controllable gene delivery in human cells. Nucleic Acids Res. 2015 Jan;43(2):1297-303.

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号