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清华大学医学院倪建泉课题组在《细胞通讯》发文 揭示了影响CRISPR/Cas9系统特异性和效率的因素

来源:清华大学
摘要:图为通过优化sgRNA参数,提高CRISPR/Cas9系统特异性和效率,进而实现高效的一步敲除多个基因以及同源重组。10月23日,清华大学医学院倪建泉研究组在国际知名学术期刊《细胞》(Cell)旗下期刊《细胞通讯》(CellReports)发表题为“EnhancedSpecificityandEfficiencyofthe......

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图为通过优化sgRNA参数,提高CRISPR/Cas9系统特异性和效率,进而实现高效的一步敲除多个基因以及同源重组

10月23日,清华大学医学院倪建泉研究组在国际知名学术期刊《细胞》(Cell)旗下期刊《细胞通讯》(Cell Reports)发表题为“Enhanced Specificity and Efficiency of the CRISPR/Cas9 System with Optimized sgRNA Parameters in Drosophila”(通过优化sgRNA的参数增强CRISPR/Cas9系统在果蝇中的特异性和效率)的研究论文,首次系统性的研究了影响sgRNA特异性和效率的因素,解决了CRISPR/Cas9系统工作效率以及脱靶效应等问题,极大的方便了CRISPR/Cas9系统的应用。

在利用模式动物进行基因功能研究的过程中,一套特异、高效的基因编辑工具显得尤为重要。2013年,清华医学院倪建泉研究组在PNAS《美国科学院院刊》发表研究论文,首次报道了一种高效、可遗传、低耗的果蝇基因组编辑技术,利用转基因果蝇生殖细胞特异性的Cas9和优化的sgRNA的DNA载体来实现基因编辑。为了提高CRISPR/Cas9系统的特异性,倪建泉研究组又在G3: Genes, Genomes, Genetics《G3:基因,基因组,遗传学》发表研究论文报道了特异性更高的CRISPR/Cas9D10A系统。在利用CRISPR/Cas9进行基因编辑的过程中,如何选择一个高效、特异的sgRNA对基因编辑的成败至关重要。倪建泉研究员带领其团队,开展了大量的工作,系统性的分析了sgRNA序列与基因编辑效率之间的关系。首次提出了高效sgRNA的筛选策略,并确定了脱靶效应的新标准。本研究中,利用优化的sgRNA可以实现一步编辑3个,甚至4个基因,同时极大的提高了同源重组的效率。

倪建泉研究员致力于转基因果蝇RNAi技术的研发和干细胞表观遗传学研究,其开发的第三代转基因RNAi技术已经被来自全球的众多课题组广泛采用。果蝇生殖细胞特异的CRISPR/Cas9 系统,是倪建泉研究员继转基因RNAi技术之后,对基因编辑领域的又一重大贡献。本论文由倪建泉研究组任兴杰、杨志豪等成员合作完成,同时得到了清华果蝇模式动物平台的大力支持,该研究得到了清华-北大联合中心、国家重点基础研究发展计划(973)、国家基金委和教育部博士点基金等的支持。

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