提高小鼠 大鼠基因工程效率的新方法

由大阪大学大学院医学研究科实验动物科学研究所副教授Tomoji Mashimo领导的一组研究人员和信息与系统研究组织国家遗传学研究所小鼠基因组学资源实验室助理教授Kazuto Yoshitomi开发了两组研究员新的基因修饰方法:lsODN(长单链寡脱氧核苷酸)和2H2OP(带有质粒的双击双寡核苷酸)。这些方法使用CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)-Cas系统和ssODN(单链寡脱氧核苷酸)。

CRISPR-Cas系统使小鼠和大鼠的基因修饰变得容易。通过引入Cas9信使RNA和gRNA,gRNA识别靶向DNA并且Cas9切割靶向位点。通过非同源末端连接修复DNA断裂,这导致DNA突变,导致基因敲除。

同样地,当用Cas9-gRNA引入ssODN时,使用供体DNA通过同源定向修复修复DNA断裂,导致DNA序列的敲入具有一至数十个碱基(bp)。然而,ssODN允许合成寡核苷酸高达200bp,因此难以敲入大的DNA序列,例如GFP(绿色荧光蛋白)。

通过这两种基因修饰方法,该小组成功实现了GFP基因的有效和精确敲入,引入了大的基因组区域(约200kbp),这是传统上不可能的,并且用人源基因取代大鼠基因,或产生基因人源化动物。

这两种敲入方法将提高小鼠和大鼠以及其他各种生物的基因工程效率,并将成为生产新的基因工程生物的非常有用的技术。人们高度期待这些基因工程生物将用于广泛的研究领域,如药物开发,转化研究和再生医学。