清華大學PNAS發布全新基因編輯系統

　　11月4日，清華大學醫學院倪建泉教授研究組在《美國科學院院刊》(PNAS)發表題為《高效及可遺傳性果蠅基因組Cas9編輯技術》(Optimized gene editing technology for Drosophila melanogaster using germline-specific Cas9)的研究論文，首次報道了一種高效、可遺傳、低耗的果蠅基因組編輯技術，只需構建一種sgRNA質粒就可以實現基因編輯。清華大學醫學院博士生任興杰、孫錦為該論文的共同第一作者。

　　在利用模式動物進行基因功能研究的過程中，一套特異、高效的基因編輯工具顯得尤為重要。繼同源重組之后，基于核酸酶的zinc-finger nuclease (ZFN) 和transcription activator-like effector nuclease (TALEN)系統，大大加快了研究者對模式動物的基因改造。這兩套系統在使用過程中，針對靶標基因，需要構建具有特異性DNA序列結合結構域的核酸酶，此過程繁瑣復雜，還需經過體外轉錄過程，使用不便。最新的CRISPR/Cas9系統，是一套基于細菌免疫防御機制的基因組編輯系統， 它由具有核酸酶活性的蛋白(Cas9)和具有導向作用的RNA分子(sgRNA)組成。

圖為CRISPR/Cas9系統工作原理。

　　該文首次利用果蠅生殖細胞特異性的外源轉基因Cas9和優化的表達引導RNA的DNA載體來進行基因組的定點編輯，不僅克服了體細胞突變引起的毒性，而且獲得可遺傳突變體后代成本低、時間短、效率高。此外，該課題組在此次研究中還設計構建了果蠅全基因組的引導RNA文庫(http://www.flyrnai.org/crispr/)。

圖為利用Cas9/sgRNA系統來快速高效的進行果蠅基因組編輯。

　　該研究得到了清華-北大聯合中心、國家重點基礎研究發展計劃(973)和教育部博士點基金等的支持。