湯新景團(tuán)隊(duì)發(fā)展新型光敏感CRISPR-Cas9系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基因編輯的光調(diào)控
2020年7月28日，國(guó)際著名期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）在線發(fā)表了我院天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湯新景教授團(tuán)隊(duì)在光控CRISPR-Cas9系統(tǒng)基因編輯領(lǐng)域的最新研究成果，“Optical Control of CRISPR-Cas9 system for gene editing using photolabile crRNA”。
CRISPR/Cas9系統(tǒng)是廣泛用于基因編輯的有力工具。為了使其更加精準(zhǔn)地發(fā)揮作用，對(duì)CRISPR/Cas9基因編輯在時(shí)空分辨率層面進(jìn)行調(diào)控一直是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。近年來，大多數(shù)工作都是圍繞對(duì)Cas9蛋白的光敏感改造來實(shí)現(xiàn)對(duì)CRISPR/Cas9系統(tǒng)的光操控?；趃RNA修飾的光敏感CRISPR/Cas9系統(tǒng)的報(bào)道較少。最近報(bào)道的光敏感g(shù)RNA設(shè)計(jì)主要通過構(gòu)建光可斷裂的互補(bǔ)鏈抑制gRNA活性和在gRNA中插入多個(gè)光敏感核苷酸來抑制gRNA和目標(biāo)DNA的結(jié)合。
湯新景教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了crRNA末端維生素E修飾的新型光敏感crRNA，構(gòu)建了光敏感的CRISPR/Cas9系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)外源基因EGFP的表達(dá)和內(nèi)源基因VEGFA的基因編輯的可控光調(diào)控。進(jìn)一步機(jī)理研究證明光敏crRNA對(duì)基因編輯調(diào)控不是因?yàn)榫S生素的修飾抑制crRNA與Cas9蛋白的結(jié)合，而是抑制了維生素E修飾crRNA和Cas9蛋白復(fù)合物進(jìn)一步與目標(biāo)DNA的三元復(fù)合物的形成。同時(shí)，膽固醇對(duì)crRNA的5位末端修飾可得到類似的結(jié)果，表明這種新型的光敏感crRNA修飾策略具有通用性，為CRISPR-Cas9系統(tǒng)的時(shí)空調(diào)控提供了一種新手段。
本工作得到劉濤教授在EGFP的基因編輯實(shí)驗(yàn)中的大力支持。該研究獲得天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、科技部重大新藥創(chuàng)制專項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金委等資助。藥學(xué)院2018級(jí)直博生張瑜和2019級(jí)博士生凌鑫宇為該論文的共同第一作者，湯新景教授為該論文的通訊作者。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202009890
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