Nature子刊:CRISPR打造强大成像系统

【字体: 时间:2016年05月30日 来源:生物通

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  纽约大学的研究团队在CRISPR-Cas9的基础上开发了一个定向检测基因组区域的活体成像系统。该系统能够精确观测基因组位点和细胞核结构,揭示细胞核改变在基因表达调控和其他细胞过程中的重要作用。这一研究成果发表在五月二十五日的Nature Communications杂志上。

  

生物通报道:纽约大学的研究团队在CRISPR-Cas9的基础上开发了一个定向检测基因组区域的活体成像系统。该系统能够精确观测基因组位点和细胞核结构,揭示细胞核改变在基因表达调控和其他细胞过程中的重要作用。这一研究成果发表在五月二十五日的Nature Communications杂志上。

CRISPR-Cas9原本是细菌在漫长的进化史中演化出的重要防御机制。规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合,可以在sgRNA的指引下,靶标并切割入侵者的遗传物质。 2012年研究者们利用这一特点,将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。现在CRISPR-Cas9基因组编辑系统的应用延伸到了基因敲除、删除、染色体重排、RNA编辑、全基因组筛选等众多领域。

研究人员用病毒RNA和sgRNA生成了嵌合转录本。这种转录本与缺乏剪切活性的Cas9共表达,可以把荧光标记的病毒RNA结合蛋白招募到基因组指定位点。为了证实CRISPR成像技术的效率和灵活性,研究人员同时标记了小鼠染色体12的两种卫星序列,以及不同的基因组位点。他们在文章中指出,这是一种快速、稳定的低背景成像技术,可以用来追踪染色质互作动态和验证表观遗传学过程。

为了更好的研究非编码RNA,哈佛大学的科学家们以CRISPR为基础打造出了一个定向的RNA定位法——CRISPR-Display(CRISP-Disp)。他们利用失去催化活性的dCas9,将整合在sgRNA中的大片段RNA带到特定DNA位点。这个研究RNA功能的强大工具发表在Nature Methods杂志上,文章通讯作者是RNA领域的著名青年科学家John Rinn博士,他曾被评为2009年美国国内撼动科学界的青年英才。(更多详细信息参见:Nature Methods:RNA牛人用CRISPR打造研究利器

在CRISPR系统的基础上使用sgRNA文库进行遗传筛选,是鉴定基因调控子的一种有效方法。研究者们可以通过CRISPR筛选在基因组非编码区域中寻找功能性元件。不过这样的应用需要高度覆盖又简单实用的自定义sgRNA文库。耶鲁大学医学院的研究人员开发了一个名为Molecular Chipper的新技术。该技术能够针对指定基因组区域生成密集覆盖的sgRNA文库。(更多详细信息参见:武大学子开发CRISPR新技术探索非编码区域

酿脓链球菌的Cas9现在已经被广泛用于基因组编辑。那么,对Cas9进行基因工程改造将面临哪些限制呢?加州大学伯克利分校的研究团队通过随机插入突变对Cas9结构进行了全面分析,鉴定了这种蛋白的基因改造热点。这些位点可以耐受PDZ结构域的插入,不影响Cas9的结合和剪切功能。(更多详细信息参见:Nature Biotechnology揭示Cas9改造极限

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:CRISPR-dCas9 and sgRNA scaffolds enable dual-colour live imaging of satellite sequences and repeat-enriched individual loci

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