猴子种系获得Cas9/RNA介导的基因修饰
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南京大学模式动物研究所的黄行许(Xingxu Huang)博士、南京医科大学的沙家豪(Jiahao Sha)教授,以及云南省灵长类生物医学重点实验室季维智( Weizhi Ji )等研究人员,在2014年12月23日的《细胞研究》(Cell Research)杂志上发表Letter文章称,继今年他们成功地利用CRISPR/Cas9系统对孪生食蟹猴进行精确基因组修饰后,在后续的研究中他们进一步证实了猴子生殖系细胞获得了Cas9/RNA介导的基因修饰。

   在猴子中实现精确基因打靶将大大的推进人类疾病模型的发展。尽管少量的猴子模型已经顺利产生,但是大多数过去使用灵长类做基因打靶的努力都不幸失败了。可重新编程的内切核酸酶的方法,例如ZFN(锌指核酸酶)、TALEN(转录激活样效应因子核酸酶)和CRISPR(成簇的规律间隔性短回文重复序列)/Cas系统为在猴子中实现精确基因修饰开启了新途径。在以上的方法中,CRISPR/Cas9系统被认为是最有效的基因打靶方法,其已成功应用于多种动物物种中。

他们最近的研究报告称已在猴子上成功利用CRISPR/Cas9在猴子中介导了精确的基因打靶,Cas9核酸酶利用一个小型的导向RMA通过碱基配对被定向到一个特殊的基因位点。通过显微注射cas9 mRNA和靶向 3种sgRNAs基因NR0B1(细胞核受体亚科0 b组成员1)、PPAR-γ(过氧化物酶体增殖物活性受体γ)、和RAG1(重组活化基因1)进入单细胞胚胎,他们在29只代孕食蟹猴中建立了10例妊娠。第一组足月孪生猴被证实携带了Ppar-γ和Rag1靶基因突变,并且未检测到任何的脱靶效应。随后他们利用TALEN也在猴子中成功进行了基因组操控。这些成果证明了在猴子中实现精确基因打靶的可行性。

然而,要建立遗传上的改良猴子种群基因修饰的种系传递必不可少。尽管以往有研究报告称在猴子中成功实现了转基因的种系传递,但对于CRISPR/Cas9在猴子中介导的基因组编辑能否传递至下一代仍有待确定。在这项研究中,他们着手检测性腺和生殖细胞的基因靶效应从而探索种系传递是否可能在Cas9处理的猴子中发生。

    在这篇文章中作者们报告称,他们在后续的研究中进一步证实了利用CRISPR/Cas9系统在猴子中实现基因编辑的可行性。此外,他们的数据证实了Cas9介导的诱变广泛存在于各种体细胞组织和生殖腺中。更为重要的是,他们的研究在群体和单细胞水平上提供了重要的证据证实,Cas9介导的基因修饰存在于猴子的生殖系细胞中,且这些修饰极有可能通过猴子的生殖系细胞传递给下一代。虽然如此,作者们表示有关种系传递的直接证据还有待进一步获取。

文献检索:

Germline acquisition of Cas9/RNA-mediated gene modifications in monkeys.Cell Research advance online publication 23 December 2014; doi:10.1038/cr.2014.167