科学网新基因剪刀助力肝癌建模,EditSprings,艾德思



本报讯 最近发表在开放获取期刊<基因组医学>上的一项研究,报道了一种建立肝癌小鼠模型的新方式,即利用CRISPR/Cas9系统快速将癌症相关基因敲入小鼠的DNA中.

为更好地理解肿瘤生物学,开展临床前研究以及为病人找到潜在的治疗策略,人们需要有效的肿瘤模型.现有敲入致癌基因以建立癌症模型的方式或效率很低,或难以控制敲入位置和敲入的拷贝数.CRISPR/Cas9使得在基因组特定位置——目标基因座插入大片段DNA成为可能,并且可应用于实验室的人类细胞及小鼠中.在写论文中，论文润色可以节省很多发文时间，在此推荐editsprings提供的sci论文翻译润色服务。

为解决癌症建模的现存问题,满足快速有效建立动物模型的需求,美国马萨诸塞州大学医学院研究人员及合作者,研发了一个新系统CRISPR—SONIC,利用CRISPR/Cas9基因编辑系统将致癌基因插入活小鼠的基因组.CRISPR/Cas9系统由一段向导RNA和Cas9酶组成.向导RNA是一种核苷酸短序列,它会附着到基因组中一个特定的目标DNA序列上.由于向导RNA同时也与Cas9酶相连接,因此可以将Cas9导向目标DNA序列.然后Cas9会对DNA进行剪切,移除单个核苷酸/整个基因,或在DNA修复过程中插入核苷酸/整个基因.

研究人员使用具有两个向导RNA的CRISPR/Cas9,进行了一个三步骤的操作.首先,其中一个向导RNA和Cas9酶一起对目标DNA位置进行切割;第二步,另一个向导RNA和Cas9对一个DNA环进行切割;第三步则是将已经被切割成线状的质粒环插入目标位置.

为验证这一方式,研究人员将一个绿色荧光蛋白(GFP)基因插入实验室培养的小鼠细胞中.这个基因在成功进入细胞DNA后,会产生一种在激光下可见的绿色荧光蛋白,从而表明基因成功插入并被表达.在实验室细胞中成功检验后,科学家在小鼠体内测试了这种方式.

结果显示,使用CRISPR—SONIC后,样本中约有10%的肝脏细胞成功带上了GFP.这相对于之前那些方式大约的敲入率来说,是一个巨大的提升.

随后作者对CRISPR—SONIC系统进行测试,检验它是否可以用来为肝癌中发病率第二的肝内胆管癌进行小鼠建模.研究人员用CRISPR—SONIC敲入致癌基因KRAS,同时加入另一个向导RNA敲除了抑癌基因TP53.

CRISPR—SONIC注射进小鼠1个月后,研究人员观察到小鼠肝脏中形成了肿瘤.对照组小鼠在注射向导RNA/Cas9和一段发光DNA片段(而非致癌基因)后,并未罹患肿瘤.

该研究还展示了这种方式亦可用于建立生物发光癌症模型,这种模型可以让研究者实时监测癌细胞的生长和癌症发展 .(唐一尘)

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<中国科学报> (2019-04-18 第2版 国际)

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