在可定制pc蛋蛋彩票平台app时代的药物发现:克里普尔克革命的影响

2014年7月8日

CRISPR / CAS9系统允许前所未有的轻松和访问来编辑pc蛋蛋彩票平台app,在设计和开发筛选测定时提供药物发现研究人员创造性和精确控制。 CRISPR / CAS9的应用刺激了合作,导致忽视和稀有疾病对癌症和基因治疗的各种领域的主要进步,并有可能改变药物发现的景观。

ECIT_DNA_CRISPR9.

难以预测的Crispr探索

自发现以来不到两年,CRISPR / CAS9在生物医学的不同领域毫无疑问,对人类健康的重要意义。尽管如此,CRISPR / CAS9作为用于精确目标pc蛋蛋彩票平台app编辑的系统的发现是长而迂回的路径。从20世纪80年代开始,日本大阪大学的Atsuo Nakata博士和同事观察到了pc蛋蛋彩票平台app的重复 大肠杆菌 但没有意思是理解他们的生物学功能[1]。直到2007年,菲利普·霍维特博士及其在法国丹尼斯科的丹尼多斯的团队统一地发现了这些pc蛋蛋彩票平台app区域的功能,同时寻找保护酸奶中酸奶中酸奶的因素。他们发现,具有重复pc蛋蛋彩票平台app段的细菌(符合病毒DNA匹配的序列)的细菌更好地适应存活感染,作为原始形式的先天免疫力[2]。这种影响很大 - 这种系统允许DNA的序列特异性靶向,如果它可以重新掌握可编程pc蛋蛋彩票平台app编辑,这是生物医学研究的长期目标,可能是非常有价值的。缺乏缺乏的是鉴定负责粘合和切割DNA的酶。这一难题的这一谜题来自2012年8月,来自加州大学伯克利·伯克利大学·詹尼斯·迪诺纳博士的洲际合作。瑞典Umea University的Emmanuelle Charpentier博士,他透露了Cas9内切核酸酶家庭在特定的情况下切割DNA的能力靶向单个RNA分子时的遗址[3]。随着RNA定向的系统,用于诱导双链DNA突破,世界各地的科学家都开始了以前所未有的轻松,特异性和效率的pc蛋蛋彩票平台app编辑,为药物发现提供了重要进展的味道。

什么是caspr?

CRISPR(集群定期间隙的短语重复)是指掺入待靶向DNA的细菌pc蛋蛋彩票平台app的基因座。 CAS9(CRISPR相关蛋白质9核酸酶)是一种内切核酸酶,其被小RNA编程为裂解DNA。自鉴定以来,研究人员已经进行了修饰的Cas9酶形式,以实现若干定制的应用:1)遗传敲除(具有非同源终端接合)的创建,2)针对特定碱基对的目标替代(具有同源性导向的修复),3)基因(通过融合到激活域),4)pc蛋蛋彩票平台app修饰(通过融合到DNA或染色质调节酶)和5)对特异性遗传基因座(通过融合到荧光蛋白)的能力[4]。

到目前为止,如何将CRISPR / CAS9申请生物医学创新?

CRISPR / CAS9系统的最激动人心的应用之一是通过功能pc蛋蛋彩票平台app屏来识别治疗剂的新靶。两个实例包括鉴定炭疽和白喉中的必需人类基因的筛网[5]以及癌症中耐药性所需的基因[6, 7]。 CRISPR还被用来验证通过耐药性肿瘤的高通量测序分析产生的假设[8]。 CRISPR / CAS9提供的pc蛋蛋彩票平台app编辑选项将为复杂的化学pc蛋蛋彩票平台app学研究开门,例如同时筛选敲除,点突变体和人类疾病模型中同一目标的过表达。这将导致有趣的信息学挑战,从大规模的数据收集工作中吸取教训。特异性灭活基因或研究手术突变的效果的能力变得更加容易,这项技术可以应用于整个组织特异性癌细胞系的癌症研究的特别重要目标[9]。

CRISPR / CAS9可用于修饰基因和细胞更换疗法的pc蛋蛋彩票平台app。最近,研究人员将CRISPR / CAS9注入成人FAH-突变小鼠的肝脏,并且能够在这种人类疾病遗传性酪氨酸血症的这种模型中逆转表型[10],通过成年pc蛋蛋彩票平台app工程,提供CRISPR / CAS9潜力的诱饵。

除了人类细胞外,CRISPR / CAS9允许研究人员对先前难治的生物体进行遗传进入。最近,研究人员将Crispr / Cas9应用于人类疟疾寄生虫 p.falciparum.,揭示耐药性的新目标和机制[11]。

最后,Crispr / Cas9在细菌中的作用仍处于激烈的调查。随着我们对系统的自然功能的理解更深,我们可能会发现利用的新可能性。例如,目前正在调查克里普尔克在多种耐药细菌和耐药结核时的作用[12, 13]。

合作将如何增强CRISPR申请药物发现?

CRISPR / CAS9在竞争对手的遗传调制技术(如ZFN,Talens和RNAi)上的众多优点使其在生物医学研究中的应用巨大潜力。然而,它仍然是早期,关于CRISPR / CAS9的偏离目标效果和最佳交付方法存在疑问。因此,科学界将继续共同努力理解和解决这些潜在问题,这将是重要的。 CRISPR / CAS9准备加速新疾病模型的生产和基因功能的快速鉴定,为高通量筛查,目标验证和药物开发和苛刻的遗传学家,细胞生物学家的苛刻贡献创造了许多新的机会,和化学家。在短暂的时期,自首次介绍作为生物医学研究的工具以来,Crispr / Cas9已经抓住了科学家的想象力,以其丰富的潜力,使得难以理解店里的东西。

 

 

  1. Ishino,Y.等人, IAP基因的核苷酸序列,负责大肠杆菌中的碱性磷酸酶同工酶转化,以及鉴定基因产物。 J菌,1987年。 169(12):p。 5429-33。
  2. Barrangou,R.等人, CRISPR提供了对原核生物中病毒的获得性抵抗。 科学,2007年。 315(5819):p。 1709-12。
  3. Jinek,M.等人, 一种可编程双RNA引导的DNA内切核酸酶,适应性细菌免疫。 科学,2012年。 337(6096):p。 816-21。
  4. 桑德,J.D.和J.K. joung, CRISPR-CAS系统编辑,调节和靶向pc蛋蛋彩票平台app。 Nat Biotechnol,2014。 32(4):p。 347-55。
  5. 周,Y.等人。, 用于人体细胞功能pc蛋蛋彩票平台app学的CRISPR / CAS9库的高通量筛选。 大自然,2014年。 509(7501):p。 487-91。
  6. Shalem,O.等。, pc蛋蛋彩票平台app规模Crisp-Cas9在人体细胞中敲除筛选。 科学,2014年。 343(6166):p。 84-7。
  7. 王,T.等人, 使用CRISPR-CAS9系统的人体细胞中的遗传筛。 科学,2014年。 343(6166):p。 80-4。
  8. Kasap,C.,O. Emporto和T.M.卡普尔, 药品植物:基于基于pc蛋蛋彩票平台app和CRISPR-CAS9分析药物目标的方法。 Nat Chem Biol, 2014.
  9. 狂野,J.L.和W.F. Bodmer, 癌细胞系列用于药物发现和发展。 癌症res,2014。 74(9):p。 2377-84。
  10. 尹,H.等。, 在成人小鼠中使用CAS9进行pc蛋蛋彩票平台app编辑校正疾病突变和表型。 Nat Biotechnol,2014。 32(6):p。 551-3。
  11. ghorbal,m。等。, 使用CRISPR-CAS9系统在人类疟疾寄生虫疟原虫中编辑的pc蛋蛋彩票平台app。 Nat Biotechnol,2014。
  12. 刘,F.等人, 结核分枝杆菌临床分离株的比较pc蛋蛋彩票平台app分析。 BMCpc蛋蛋彩票平台app学,2014。 15(1):p。 469。
  13. 帕尔默,K.L.和M.S. Gilmore, 多药肠肠肠缺乏CRISPR-CAS。 MBIO,2010年。 1(4).

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