医学进展
2016年01月号
医学进展

CRISPR/Cas9技术可对人类干细胞系进行可诱导基因敲除

作者:贺利军

美 国威斯康星大学和我国复旦大学的一项联合研究发现,用CRISPR/Cas9技术可以快速构建可诱导基因敲除(inducible gene knockout,iKO)的人类多能干细胞(human pluripotent stem cell,hPSC)系,对于研究基因在干细胞及其分化不同阶段中的作用具有重要推动作用。

基因表达或基因删除的精确调控对于阐明生物学系统中的基因功能至关重要,但建立可诱导基因敲除的人类干细胞系仍存在很大挑战。

研究小组联合了CRISPR/Cas9介导的基因 组编辑和翻转酶/翻转酶识别位点(flippase/flippase recognition target,Flp/FRT)及Cre/LoxP系统来构建iKO hPSC细胞系。他们发现“双sgRNA寻靶”(dual-sgRNA targeting)是实现FRT精确双等位基因敲入的必要条件。除此之外,他们还开发出了一种新的策略将一个可调控活性的重组酶表达体系同时导入细胞, 移除了药物抗性基因,利用这种方法可以加快iKO hPSC细胞系的获得速度。研究人员利用这种两步策略构建出了SOX2、PAX6、OTX2和AGO2诱导性基因敲除的人类胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESC)和诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)系。

研究人员相信,利用这种方法建立iKO hPSC细胞系将会改变人们以往对人类细胞中基因功能研究的方式。

CRISPR/Cas9 系统是近年兴起的一种强大的基因组编辑工具,这一系统是通过细菌的Ⅱ型规律成簇的间隔短回文重复(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)序列和它自身一种非常高效的Cas9核酸酶,来靶向目的基因造成特异的双链断裂而有效地引起基因组改变或突变。目前,CRISPR/Cas9系统已被用于人类胚胎干细胞和人类诱导多能干细胞的基因修饰稳定株的制备,还用于大鼠线虫斑马鱼等基因敲除动物模型的构建。(作者:刘荣军)

参考文献:Cell Stem Cell 2015;17:233-244

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