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新方法Nested CRISPR能够使用长DNA片段进行有效的基因组编辑

CRISPR是一种通过高精度基因组编辑革新生物医学研究的技术。然而,尽管它允许相对容易地产生或校正由单个或几个核苷酸组成的突变,但它仍然具有在基因组中引入较大DNA片段的限制。例如,产生荧光蛋白的基因的基因组插入,例如广泛使用的GFP,效率低,并且涉及复杂的克隆步骤。

Bellvitge生物医学研究所(IDIBELL)的Cerón博士使用模式生物Caenorhabditis elegans来优化该技术,从而开发出称为Nested CRISPR的方法。这种无克隆方法包括分两步插入长DNA片段。在第一步中,将一小部分(少于200个核苷酸)的长片段插入基因组中。在第二步中,该小片段然后用作“巢”或“着陆垫”,用于有效插入较长片段(约1千碱基)。

这篇最近在美国遗传学会期刊Genetics上发表的着作引起了前所未有的兴趣,并且在期刊的注意力得分方面取得了最高评价。具有短生命周期的模式生物如秀丽隐杆线虫使研究人员能够探索CRISPR的可能性和局限性。这项工作是Jeremy Vicencio的博士论文的一部分,由La Caixa授予INPhINIT奖学金。Jeremy与博士后研究人员CarmenMartínez和XèniaSerrat一起,在秀丽隐杆线虫种系和数千种基因分型中进行了数百次显微注射,以稳定和令人信服地证明新技术Nested CRISPR的效率。

作为用于修复的DNA分子,Nested CRISPR利用商业寡核苷酸进行第一步,将通用PCR产物用于第二步。通过使用荧光蛋白标记数百个基因成为可能,这有利于大规模实验。此外,由于巢式CRISPR是模块化的,因此另外的目的肽或蛋白质也可以与这些荧光蛋白质组合。例如,该小组目前正致力于用肽标记这些荧光蛋白,这些肽允许它们以受控方式降解。

最后,由IDIBELL的Cerón博士指导的秀丽隐杆线虫群中的模拟疾病打算使用Nested CRISPR将C. elegans中的基因替换为其人类对应物。这将促使使用这种小型线虫作为多细胞模型来研究与疾病相关的人类突变的影响。该系统在个性化医学领域具有重要意义,因为它可以快速有效地提供关于突变或基因组变异(称为多态性)的致病性的预后。

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