Nature子刊:CRISPR彩虹技术是个什么鬼?

医疗健康 来源:生物谷
2016
04/21
13:27
生物谷 医疗健康

在一项新的研究中,来自美国马萨诸塞大学医学院的研究人员利用CRISPR/Cas9开发出一种新的被称作CRISPRainbow(CRISPR彩虹)的技术,这一技术允许科学家们标记和追踪活细胞中多达7个不同的基因组位点。这一标记系统将是一种宝贵的工具用于实时研究基因组结构。相关研究结果于2016年4月18日在线发表在Nature Biotechnology期刊上,论文标题为“Multiplexed labeling of genomic loci with dCas9 and engineered sgRNAs using CRISPRainbow”。论文第一作者兼论文通信作者Hanhui Ma说,“大多数人利用CRISPR对基因组进行编辑。我们正在利用它标记DNA和追踪活细胞中的DNA运动。”与Ma搭档的是马萨诸塞大学医学院生物化学与分子药理学教授Thoru Pederson博士。

Ma和Pederson说,了解活细胞中的基因组元件的精确位置是理解染色体动态变化的关键,这是因为控制我们生物学特征和健康的基因按照它们在三维空间中的位置来发挥作用的。对一个准备进行转录和翻译的基因而言,它在染色体上必须是可接触到的。在拥挤的细胞核中,DNA所在的位置在包括胚胎发育到癌症在内的过程中发挥着重要作用。

然而,当前的技术一次最多只能够追踪活细胞中的三个基因组位点。若要标记上更多位点,则要求将细胞浸泡在甲醛中,让它们固定,而这种浸泡会杀死它们,并且使得人们不可能观察染色体的结构随着时间的推移或者对刺激物作出反应时如何作出改变。

为了克服这个技术难题,Ma和Pederson寻求CRISPR/Cas9的帮助。为了利用CRISPR/Cas9复合体对基因组的特定位点进行标记,他们让核酸酶Cas9发生基因突变使其失活,因而这种酶只能够结合到DNA上,但是不能够切割基因组。一旦失活,CRISPR/Cas9在向导RNA(gRNA)的引导下结合到基因组上的特定位点,而且研究人员能够对gRNA进行编辑,使得gRNA根据需要能够结合到不同的靶位点。

为了观察和追踪结合到基因组上的CRISPR/Cas9复合体,Ma对gRNA进行基因改造,让它与三种主要的荧光蛋白中---红色荧光蛋白、绿色荧光蛋白和蓝色荧光蛋白---的一种融合在一起。这些蛋白就可以在显微镜下实时观察和追踪到。通过附着它们当中的第二种荧光蛋白到这个向导RNA上,Ma能够将这三种主要的荧光颜色两两组合,产生另外三种颜色:青色、洋红色和黄色。第七种颜色是将这三种颜色组合在一起时形成的白色。

Pederson解释道,“计算机通过与显微镜中的光谱过滤器相结合读取这些颜色,并且按照你需要的颜色显示它们。比如,红色和绿色组合在一起就变成黄色。利用这三种主要的颜色和这种被称作计算着色(computational coloring)的方法,我们能够产生另外三种颜色。”

CRISPRainbow技术让研究人员能够同时确定多达7种不同的DNA位点,每种位点对应一种不同的颜色。在活细胞中采用这种技术更能体现这种技术的威力,这是因为它能够追踪基因组的动态的拓扑运动,这可能具有重要的生物学影响。

论文共同作者、马萨诸塞大学医学院生物化学与药理学助理教授David Grunwald博士实验室博士后研究员Li-Chun Tu博士说,“利用这种技术,我们能够在不同的时间点上可视化观察不同的染色体位点。我们能够监控它们从而观察这些位点移动多远和多快。凭借这一点,我们能够观察这些结构变化如何影响正在表达的基因以及它们与健康和疾病的关系。”

作为马萨诸塞大学医学院的一名研究基因组三维结构的先驱,Job Dekker博士(未参与这项研究)对CRISPRainbow技术充满热情。Dekker博士说,“通常,当我们研究细胞中的基因组结构时,我们获得这种结构的快照图片,而且我们希望在当这个细胞对某种事情作出反应5分钟后,我们能够观察它看起来将会是什么样子。这一系统允许人们实时地追踪这种变化。我认为它一种非常重要的新技术。”

原文检索

《Multiplexed labeling of genomic loci with dCas9 and engineered sgRNAs using CRISPRainbow》

来源:生物谷

(原标题:Nat Biotechnol:利用CRISPR彩虹技术实时追踪活细胞7个基因组位点)

为你推荐

1-9月,生物医药制造业规模以上工业企业利润增幅未跑赢全行业平均值资讯

1-9月,生物医药制造业规模以上工业企业利润增幅未跑赢全行业平均值

10月27日,国家统计局发布2026年1—9月份全国规模以上工业企业利润增长情况。

2026-10-27 17:42

恒瑞医药携64项创新成果亮相 ESMO,持续探索肿瘤治疗新路径资讯

恒瑞医药携64项创新成果亮相 ESMO,持续探索肿瘤治疗新路径

2026 年 10 月 27 日,2026 年欧洲肿瘤内科学会(ESMO)年会近日于西班牙马德里圆满举办。

2026-10-27 16:27

君赛生物TIL疗法诺吉仑赛注射液申报上市资讯

君赛生物TIL疗法诺吉仑赛注射液申报上市

根据君赛生物消息,10月23日(西班牙当地时间),在欧洲肿瘤内科学会(ESMO)上,君赛生物以最新突破摘要(Late-Breaking Abstract, LBA) (LBA55) 口头报告形式公布诺吉仑赛...

2026-10-27 15:24

取消2个国家集采药品中选资格并将相关企业列入违规名单资讯

取消2个国家集采药品中选资格并将相关企业列入违规名单

近期,2家国家组织药品集采中选企业未能按集中带量采购协议供应约定采购量,经相关部门约谈督促,仍无法满足医疗机构需求。

2026-10-27 12:00

CDE:抗肿瘤药物基于后线研究数据开展前线适应症临床试验技术指导原则资讯

CDE:抗肿瘤药物基于后线研究数据开展前线适应症临床试验技术指导原则

本指导原则适用于抗肿瘤治疗性药物,不涵盖细胞治疗和基因治疗产品。

2026-10-27 09:29

药明康德本年度再次上调全年业绩指引,预计整体收入610-619亿元 资讯

药明康德本年度再次上调全年业绩指引,预计整体收入610-619亿元

10月26日晚间,药明康德发布2026年三季度报,再次上调全年业绩指引。

2026-10-26 20:24

加速“从展台到患者”,吉利德创新成果集中亮相第九届进博会资讯

加速“从展台到患者”,吉利德创新成果集中亮相第九届进博会

在500平方米展台上,吉利德将集中展示其在HIV、肝脏疾病、肿瘤及抗真菌等领域的全球创新成果,以及多款创新疗法从“展品”走向临床、惠及中国患者的最新进展,更将带来携手多方...

2026-10-26 19:29

拜耳FXIa抑制剂舒华博(阿舒克森片)中国获批资讯

拜耳FXIa抑制剂舒华博(阿舒克森片)中国获批

用于降低缺血性卒中或高风险短暂性脑缺血发作(TIA)成人患者的卒中风险,不包括心源性栓塞型卒中患者。

2026-10-26 18:14

ESMO 2026|应对MET驱动耐药,一项全球 III 期EGFR突变肺癌临床研究结果公布资讯

ESMO 2026|应对MET驱动耐药,一项全球 III 期EGFR突变肺癌临床研究结果公布

泰瑞沙和沃瑞沙的联合疗法将中位总生存期延长近5个月

2026-10-26 17:53

国家药监局批准创新医疗器械人类3号和10号染色体异常细胞检测试剂盒上市资讯

国家药监局批准创新医疗器械人类3号和10号染色体异常细胞检测试剂盒上市

近日,国家药品监管局批准了珠海圣美生物诊断技术有限公司人类3号和10号染色体异常细胞检测试剂盒(荧光原位杂交法)创新产品注册申请。

2026-10-26 17:50

研发成果持续落地,华东医药四项研究集中入选ESMO 2026资讯

研发成果持续落地,华东医药四项研究集中入选ESMO 2026

其中,ROR1靶向抗体偶联药物(ADC)HDM2005在转移性去势抵抗性前列腺癌与非霍奇金淋巴瘤两个方向各有一项Ⅰ期研究入选,FGFR2b靶向 ADC HDM2020报告Ⅰ期剂量递增阶段结果,独...

2026-10-26 16:47

国家药监局优先审评批准1类创新药阿舒克森片上市资讯

国家药监局优先审评批准1类创新药阿舒克森片上市

近日,国家药品监督管理局通过优先审评审批程序,批准Bayer AG申报的1类创新药阿舒克森片(商品名称:舒华博)上市。

2026-10-26 16:32

国家药监局、国家海关总署增设云南省清水河、猴桥口岸,广西钦州港口岸为药材进口边境口岸资讯

国家药监局、国家海关总署增设云南省清水河、猴桥口岸,广西钦州港口岸为药材进口边境口岸

近日,国家药监局、国家海关总署增设云南省清水河、猴桥口岸,广西钦州港口岸为药材进口边境口岸。

2026-10-26 15:35

英飞凡联合安泰适一线治疗广泛期小细胞肺癌 Ⅲ期临床试验结果发布资讯

英飞凡联合安泰适一线治疗广泛期小细胞肺癌 Ⅲ期临床试验结果发布

DeLLphi-305 Ⅲ期临床试验结果显示:英飞凡联合安泰适一线治疗广泛期小细胞肺癌,将死亡风险降低58%

2026-10-26 14:01

英国成立国家级人工智能生物安全实验室资讯

英国成立国家级人工智能生物安全实验室

据英国内阁办公厅周六发布公告,英国将设立一个国家级人工智能(AI)生物安全实验室,以帮助加强其应对新出现生物威胁的防御能力。该实验室将由OpenAI、Anthropic与Google DeepMi...

2026-10-26 12:03

聚焦10类疾病方向,国家脑机接口高质量数据集建设项目启动资讯

聚焦10类疾病方向,国家脑机接口高质量数据集建设项目启动

10月24日,由华中科技大学同济医学院附属同济医院牵头的脑机接口高质量数据集建设项目在武汉启动。

2026-10-26 09:29

国家癌症中心最新研究:20-39岁,甲状腺癌发病率居首位,乳腺癌居女性死亡率首位资讯

国家癌症中心最新研究:20-39岁,甲状腺癌发病率居首位,乳腺癌居女性死亡率首位

近日,国家癌症中心最新发布《2024年中国人群恶性肿瘤发病与死亡年龄特征分析》,该为最新关于全国癌症分布的数据分析。

2026-10-25 20:38

国务院常务会议 研究统筹人口与经济社会发展有关工作资讯

国务院常务会议 研究统筹人口与经济社会发展有关工作

要加快建设生育友好型社会,持续完善婚嫁、生育、养育、教育等政策,优化面向家庭的财税、社保、住房等支持举措,努力稳定新出生人口规模。

2026-10-25 14:19

再鼎医药配售融资2.41亿美元资讯

再鼎医药配售融资2.41亿美元

10月23日,再鼎医药发布公告,再鼎医药与投资者订立证券购买协议,以每股ADS 22 04美元的价格发行1134万股美国存托股份,净筹约2 41亿美元(折合人民币约14 74亿元)。

2026-10-23 13:29

百奥泰拿下全球重磅药物首仿资讯

百奥泰拿下全球重磅药物首仿

10月23日,百奥泰的发布公告,近日公司收到国家药监局核准签发的关于司库奇尤单抗注射液(BAT2306,商品名:优卓美)的《药品注册证书》。

2026-10-23 11:36