Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Genoomtechniek genereert waardevolle voorwaardelijke muismodellen

Anonim

Whitehead Institute-onderzoekers hebben het genreguleringssysteem CRISPR / Cas gebruikt om muizengenomen te manipuleren met reporter en conditionele allelen in één stap. Dieren met dergelijke geavanceerde gemanipuleerde allelen kunnen nu binnen een paar weken in plaats van jaren worden gemaakt en kunnen worden gebruikt om ziekten te modelleren en de genfunctie te bestuderen.

advertentie


"We hebben CRISPR / Cas eerder gebruikt om genen te muteren, maar de aard van de beoogde mutaties was onvoorspelbaar", zegt Whitehead Founding Member Rudolf Jaenisch. "Nu kunnen we specifieke verwijderingen definiëren door twee sneden: we kunnen dit gebruiken om voorwaardelijke muizen in één stap te maken en we kunnen gemakkelijk en zeer efficiënt stukjes DNA invoegen tot drieduizend basenparen. Vroeger was het veel meer werk om te maken dergelijke muizen. "

De CRISPR / Cas (voor "geclusterd regelmatig op afstand gelegen korte palindroomherhaling / CRISPR-geassocieerd) systeem is gebaseerd op een immuunverdediging tegen virale indringers in bacteriën en archaea. Wetenschappers hebben onlangs die verdediging aangepast om het genoom van muizen en menselijke cellen snel te veranderen en Tot nu toe moesten onderzoekers CRISPR / Cas echter nog gebruiken om een ​​van de nuttigste hulpmiddelen voor genetisch onderzoek te creëren: de voorwaardelijke mutante muis.

Het genoom van een voorwaardelijke mutante muis bevat een gen of een verzameling genen die met een bepaald signaal kunnen worden in- of uitgeschakeld. Door de genen aan of uit te zetten, kunnen wetenschappers de rol van bepaalde genen in biologische functies en ziektes apart houden.
Eerder hebben wetenschappers dergelijke modelorganismen gemaakt met behulp van een complex en tijdrovend proces dat het gebruik van embryonale stamcellen (ESC's) vereist. Helaas zijn wetenschappers alleen in staat geweest om de ESC's van muizen en ratten efficiënt te manipuleren, een beperking die dit type onderzoek heeft doen hellen.

Met behulp van CRISPR / Cas hebben Jaenisch en zijn laboratorium muizen met voorwaardelijke allelen gemaakt, evenals muizen die genen met meerdere tags dragen die rapporteren of deze genen tot expressie worden gebracht. Hun werk staat beschreven in het nummer van 12 september van het tijdschrift Cell .

De experimenten van de onderzoekers zorgen ook voor bezorgdheid over de off-target activiteit van CRISPR / Cas.

"Recente studies in menselijke kankercellijnen toonden enige bezorgdheid over de specificiteit van CRISPR / Cas, " zegt Chikdu Shivalila, een co-auteur van het Cell papier en een afgestudeerde student in het Jaenisch lab, "Ons onderzoek toont aan dat de niet-specifieke DNA-splitsingen kunnen voorkomen, maar ze zijn zeldzaam en voorspelbaar. "

Het laatste werk van het Jaenisch-lab opent een aantal wegen voor toekomstig onderzoek.

"De methoden die we in dit werk beschreven, zullen de snelheid van het genereren van gen-gemodificeerde dieren enorm versnellen, " zegt Hui Yang, een postdoctoraal onderzoeker in het Jaenisch laboratorium en co-auteur. "Ik zou CRISPR / Cas willen gebruiken om geavanceerde ziektemodellen te maken met deze methode."

Omdat CRISPR / Cas niet afhankelijk is van ESC's, kan het worden gebruikt om elk dier, inclusief vee, genetisch te wijzigen.

"We hebben het nog niet geprobeerd, maar ik zou het CRISPR / Cas-systeem voor genome engineering bij grote dieren, zoals primaten voor ziektemodellering, of vee voor landbouwdoeleinden willen aanpassen", zegt Haoyi Wang, een co-auteur. en een postdoctoraal onderzoeker in het Jaenisch lab. "Als dat zo is, kan deze methode ook heel belangrijk economisch zijn."

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door Whitehead Institute for Biomedical Research . Origineel geschreven door Nicole Giese Rura. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Hui Yang, Haoyi Wang, Chikdu S. Shivalila, Albert W. Cheng, Linyu Shi, Rudolf Jaenisch. One-Step Generation of Mice Carrying Reporter en Conditional Alleles by CRISPR / Cas-Mediated Genome Engineering . Cell, 2013; DOI: 10.1016 / j.cell.2013.08.022