2021年8月CRISPR/Cas最新研讨停顿

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doi:10.1126/science.abi8870

作为一种小型的疾速成长的生物，斑马鱼与人类具备好多雷同的基因。斑马鱼对许多生物学家来说很紧张，由于他们发现斑马鱼十分得当研讨一系列成绩，从无机体若何发育到神经体系若何驱动行动。如今，在一项新的研讨中，来自美国犹他年夜学、布莱根妇女病院、哈佛医学院和麻省总病院的研讨职员开辟出一种名为MIC-Drop的新技术，这种技术可使斑马鱼在年夜规模基因研讨方面将变得加倍弱小。相关研讨成果于2021年8月19日在线颁发在Science期刊上，论文题目为“MIC-Drop: A platform for large-scale in vivo CRISPR screens”。论文通信作者为犹他年夜学药理学与毒理学学系化学生物学家Randall Peterson博士。

MIC-Drop（Multiplexed Intermixed CRISPR Droplets, 多重混合CRISPR液滴）通过将CRISPR体系的组分包装成宏观的油包液滴来解决这个成绩，这些油包液滴可以在不混合其内含物的环境下混合在一路。为了用MIC-Drop对许多基因进行挑选，Peterson团队起首构建出一个gRNA文库。每个gRNA与Cas9酶一路被包装在本人的液滴中。为了跟踪靶基因，每个油包液滴还包含一个辨认其内含物的DNA条形码。

MIC-Drop是一种基于crispr的新技术，可以疾速无效地挑选斑马鱼中数百个基因的功效，以更好地相识人类安康和疾病。图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abi8870。

Peterson团队对油包液滴的化学身分进行了微调，以确保它们坚持稳定和团圆性，是以针对分歧基因设计的油包液滴可以混合在一路并装入统一针头。在显微镜下，MIC-Drop使用者将单个油包液滴打针到斑马鱼胚胎中，然后转到下一个胚胎并打针下一个油包液滴。这个进程可以反复数百次，向每个胚胎提供一套CRISPR组分，是以在每个胚胎中，该体系都能灭活单个基因，然后这些作者监测对斑马鱼的潜在影响。

为了展现MIC-Drop的后劲，这些作者测试188个分歧的斑马鱼基因在心脏发育中的潜在作用。在构建针对这些基因的gRNA并将CRISPR体系引入数百个斑马鱼胚胎后，他们发现有一些斑马鱼在成熟后呈现了心脏缺点。应用这些斑马鱼体内的DNA条形码，他们可能将这些缺点追溯到13个分歧基因的失活。因为斑马鱼和人类基因之间的类似性，这一发现能够指向人类心脏发育中曩昔未知的方面。

4.

doi:10.1016/j.molcel.2021.07.018

急性白血病的转化状态必要一定的基因调理法式，而这些法式次要波及转录因子和染色质调理子。近日，一篇颁发在国内杂志Molecular Cell上题为“ZMYND8-regulated IRF8 transcription axis is an acute myeloid leukemia dependency”的研讨申报中，来自宾夕法尼亚年夜学等机构的迷信家们通过研讨发现，应用CRISPR挑选对象或能辨认出一种医治性靶点来医治急性髓性白血病（AML），相比以后疗法而言，这或者无望给患者带来更少的反作用，这种名为ZMYND8的靶点或者并不是一种渐变基因，而是一种表观遗传调理卵白，癌细胞必要其来节制对癌细胞存活和成长十分症结的基因表白。

研讨者Junwei Shi说道，如今咱们曾经发现，AML患者机体的癌细胞重大依赖于ZMYND8，并且多亏这种简单的基于CRISPR的挑选办法，咱们能力够确定详细的可作为药用的靶点。本文研讨成果标明，提供抵挡ZMYND8的药物克制剂或能毁坏AML易感基因调理回路，这或者是一个开辟比以后医治办法更好的精准医学化合物的机遇，从而就能医治血液癌症，而这恰好是研讨职员今朝正在研讨的畛域。

文章中，研讨职员应用CRISPR技术准确毁坏了癌细胞中卵白质的构造域功效，同时绘制出了其分子功效图谱，并对其修饰用于小鼠模子的研讨，成果发现，克制小鼠机体中ZMYND8的表观遗传浏览功效或能使得小鼠机体的肿瘤更小且生活率更高。此外，研讨职员还发现了一种新型生物标记物，即来自AML细胞的基因IRF8的表白程度或表观遗传学状态，应用该生物标记物，研讨职员就能预测癌细胞对ZMYND8克制剂的敏理性。此外，研讨者还应用在宾夕法尼亚年夜学医学院承受医治的病人的血液样本验证了IRF8的高表白和IRF8加强子DNA元件的存在，从而就支持了其研讨发现。

5.

doi:10.1038/s41551-021-00759-0

家族性阿尔兹海默病是由编码淀粉样β前体卵白（app）的基因以及编码早老卵白1（presenilin 1）和早老卵白2（presenilin 2）的基因产生显性渐变所引发，其病理学特征是在多个年夜脑区域中呈现细胞外淀粉样斑块和细胞内的神经纤维缠结。近日，一篇颁发在国内杂志Nature Biomedical Engineering上题为“Brain-wide Cas9-mediated cleavage of a gene causing familial Alzheimer’s disease alleviates amyloid-related pathologies in mice”的研讨申报中，来自中国香港科技年夜学等机构的迷信家们通过研讨应用全脑基因组编纂技术开辟出了一种新技术，其或能削减遗传修饰的阿尔兹海默病小鼠模子机体的阿尔兹海默病病理学表示，这项先进的技术或者还具备微小的后劲，来转化为一种新型的长效战略来医治阿尔兹海默病患者。

这篇研讨申报中，研讨职员开辟了一种新型的基因组编纂技术，其不仅可能跨越血脑品章，还能将优化的基因组编纂对象运输到整个年夜脑中，应用这种新设计的基因组编纂运输对象，这种新技术就能通过繁多无创的静脉打针从而完成高效的全脑基因组编纂，并且这还能无效地毁坏阿尔兹海默病小鼠模子中惹起家族性阿尔兹海默病的渐变，并可能改善整个年夜脑中阿尔兹海默病的疾病症状，同时还能为前期开辟新型医治性战略提供思绪。

设计和验证CRISPR-Cas9介导的基因组编纂从而毁坏渐变的APPswe等位基因。图片起源：Duan, Y.,et al. Nat Biomed Eng (2021). doi：10.1038/s41551-021-00759-0。

同时，研讨职员还在小鼠模子中发现，在医治后6个月（约为小鼠模子正常寿命的三分之一），小鼠模子机体中的淀粉样卵白的程度仍旧很低，淀粉样卵白被以为是能驱动阿尔兹海默病患者的神经变性的一种特别卵白，这就标明，这种单次打针的基因组编纂战略或者具备耐久的医治性后果，更紧张的是，截止到今朝为止，其在小鼠机体中并未呈现任何反作用。研讨者说道，作为初次展现的高效的全脑基因组编纂来减缓整个年夜脑的阿尔兹海默病疾病症状，这或者切实其实是一项让人兴奋的研讨成果，这项研讨任务是应用基因组编纂技术来医治遗传性年夜脑疾病的一个紧张的里程碑，其有助于帮忙开辟针对遗传性神经变性疾病模式的精准医学技术。

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