利用CRISPR/Cas9技術實現快速、經濟的大鼠條件基因敲除技術

利用CRISPR/Cas9技術實現快速、經濟的大鼠條件基因敲除技術

在2014年第1期的Cell Research雜志上發表了一篇利用CRISPR/Cas9技術進行大鼠條件基因敲除技術的技術性論文（Ma，et al.，Generating rats with conditional alleles using CRISPR/Cas9，Cell Research（2014）24：122-125.），這篇論文利用CRISPR/Cas9在靶基因的特定外顯子產生DNA雙鏈斷裂，同時提供一個環形質粒模板，該質粒包含兩端被loxP位點標記的、且與被打斷外顯子相同的DNA片段。在受精卵內同源重組修復系統（homologous recombination repair pathway）的作用下，可實現高效率的靶基因loxP位點標記，從而用于大鼠的條件性基因敲除。論文中利用該技術實現了三個甲基化酶基因（Dnmt1，Dnmt3a，Dnmt3b）loxP位點標記，效率高達30％，使得制備一個含loxP位點標記大鼠的周期僅2～3個月，成為目前為止最經濟、快速的大鼠條件基因敲除技術。

美國科學家在2004年就預測，大鼠將“回歸實驗室”，并成為生理、行為、代謝、藥物等方面研究的主要動物模型。由于大鼠ES細胞培養條件的限制，基于大鼠ES細胞的經典基因打靶技術一直沒有成為常態化的技術。但是基因組編輯技術如鋅指核酶（ZFNs）技術、轉錄激活樣效應因子（Talens）技術不需要通過ES細胞打靶環節，可以直接通過原核注射的方式實現目的基因的突變，極大的縮短了建立基因敲除動物模型的時間，拓寬了基因修飾的物種范圍。相對于ZFNs和Talens，近年發展的CRISPR/Cas9技術在操作的簡便性、實驗周期、效率等方面更有優勢，Ma，et al.開發的大鼠條件基因敲除技術將為醫藥研究領域大鼠研究的有利工具。

（馬元武張連峰）

研究報告