湯新景團隊發(fā)展新型光敏感CRISPR-Cas9系統(tǒng)實現(xiàn)基因編輯的光調(diào)控
2020年7月28日，國際著名期刊《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）在線發(fā)表了我院天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室湯新景教授團隊在光控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。為了使其更加精準地發(fā)揮作用，對CRISPR/Cas9基因編輯在時空分辨率層面進行調(diào)控一直是當前的研究熱點。近年來，大多數(shù)工作都是圍繞對Cas9蛋白的光敏感改造來實現(xiàn)對CRISPR/Cas9系統(tǒng)的光操控。基于gRNA修飾的光敏感CRISPR/Cas9系統(tǒng)的報道較少。最近報道的光敏感g(shù)RNA設(shè)計主要通過構(gòu)建光可斷裂的互補鏈抑制gRNA活性和在gRNA中插入多個光敏感核苷酸來抑制gRNA和目標DNA的結(jié)合。
湯新景教授團隊設(shè)計了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)，成功實現(xiàn)了對外源基因EGFP的表達和內(nèi)源基因VEGFA的基因編輯的可控光調(diào)控。進一步機理研究證明光敏crRNA對基因編輯調(diào)控不是因為維生素的修飾抑制crRNA與Cas9蛋白的結(jié)合，而是抑制了維生素E修飾crRNA和Cas9蛋白復合物進一步與目標DNA的三元復合物的形成。同時，膽固醇對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的基因編輯實驗中的大力支持。該研究獲得天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室、科技部重大新藥創(chuàng)制專項，國家自然科學基金委等資助。藥學院2018級直博生張瑜和2019級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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