研究發(fā)現(xiàn)提高CRISPR-CAS9效率的小分子化合物

CRISPR/Cas9 是細菌和古細菌在長期演化過程中形成的一種適應性免疫防御，可用來對抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR/Cas9 系統(tǒng)通過將入侵噬菌體和質粒 DNA 的片段整合到 CRISPR 中，并利用相應的 CRISPR RNAs（crRNAs）來指導同源序列的降解，從而提供免疫性。
 

【CRISPR/Cas9研究史】

來自美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的微生物學教授Bill Metcalf和博士后研究員Dipti Nayak記錄了在古生菌（Archaea，也譯作古細菌，或古菌）中使用CRISPR-Cas9介導的基因組編輯

來自韓國基礎科學研究所（Institute for Basic Science, IBS）基因組工程中心的研究人員利用這種流行的基因編輯技術CRISPR-Cas9的一種變體版本培育出單核苷酸編輯小鼠

英國《自然•通訊》雜志發(fā)表一項遺傳學重要研究成果，其所述方法利用了CRISPR/Cas9基因治療系統(tǒng)，可適用于導致色素性視網(wǎng)膜炎（失明的主要原因）的各種潛在遺傳缺陷,能夠阻止小鼠視網(wǎng)膜退化，進而拯救失明小鼠。

美國猶他大學生物工程助理教授Robby Bowles和同事們證實利用一種基于CRISPR/Cas9的表觀基因組編輯方法，抑制炎性細胞因子受體（特別是TNFR1和IL1R1），改變細胞對炎性環(huán)境作出的反應，從而抑阻止慢性疼痛。

德州大學MD安德森癌癥中心表觀遺傳學與分子致癌系副教授Shi和他的團隊利用基因組編輯工具CRISPR/Cas9剔除ENL，從而抑制癌基因表達
 

【提高CRISPR/Cas9效率的小分子化合物】

2015年1月份，在期刊cell stem cell發(fā)表了一項研究成果“Small Molecules Enhance CRISPR Genome Editing in Pluripotent Stem Cells”：Gladstone研究所的科學家們通過高通量小分子化合物篩選，鑒定出幾種小分子化合物能夠提高CRISPR-CAS9系統(tǒng)的基因組編輯效率。這項研究不僅找到了一種提高CRISPR-CAS9效率的方法，同時證明了小分子化合物可以成功的調控基因組工程。

研究人員通過一種基于報告基因的篩選方法進行小分子化合物的高通量篩選，試圖找到能夠通過同源指導修復調節(jié)CRISPR-CAS9系統(tǒng)對基因組進行編輯的小分子化合物。 利用這種篩選方法，研究人員鑒定出能夠提高CRISPR介導的HDR效率的小分子化合物，并且發(fā)現(xiàn)在這些小分子化合物存在的情況下，能提高3倍大片段插入效率和9倍點突變效率。研究人員還發(fā)現(xiàn)一種小分子化合物能夠抑制HDR，同時增強NHEJ介導的移碼插入和刪除。這些鑒定出來的小分子化合物能夠以zui小的毒性在多種細胞類型中發(fā)揮作用。使用小分子化合物提供了一種簡單有效的方法，促進基因組的編輯，同時促進了對哺乳動物細胞DNA修復機制的研究。

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