11月11日晚上8点左右,Cell Research杂志以Letter to Editor形式在线发表了来自南通大学和复旦大学研究人员合作完成(该文通讯作者刘东博士和作者之一复旦大学王永明研究员)题为“NgAgo-based fabp11a gene knockdown causes eye developmental defects in zebrafish”的论文(下图),该文结果表明 gDNA/NgAgo 系统在斑马鱼中能实现特定基因敲低导致鱼眼部发育缺陷,但是不能对靶基因进行基因编辑。
这篇文章中作者的研究的靶基因名为Fabp11a(Fatty acid binding protein 11a,脂肪酸结合蛋白11a),该基因在参与调解葡萄糖和脂代谢稳态方面具有重要作用,但是在斑马鱼胚胎发育中该基因的功能未知。对此,作者想知道NgAgo系统是否能在斑马鱼中工作,针对Fabp11a基因设计了两条5'-磷酸化的ssDNA(下图1),与优化过的NgAgo-2nls mRNA一起注射到1细胞期的胚胎中,有趣的是他们观察到注射过的胚胎中最终约有30%会产生严重的眼部发育表型。第一类表型:眼部有一只相对小一点的眼睛而另一只显得十分小;第二类表型:两只眼睛融合形成一只较大的眼睛(见下图2)。
图一
图二
为了证明是否斑马鱼出现的表型是由于Fabp11a基因遗传突变造成的,作者抽提了正常斑马鱼胚胎和突变斑马鱼胚胎的DNA对靶基因进行PCR扩增,结果测序结果表明靶基因没有发生任何基因突变,但是通过RT-PCR检测Fabp11a基因的表达惊奇的发现该基因的表达有显著敲低(见下图E)。
为了更清楚的说明问题,作者进一步做了一些实排除了单独由NgAgo-2nls mRNA或者gDNA注射到胚胎导致的表型,而且同时注射NgAgo-2nls mRNA和错配的gDNA也不会产生表型,这些实验结果表明gDNA/NgAgo系统有其特异性。另外实验结果表明gDNA/NgAgo系统靶向敲低Fabp11a基因导致的斑马鱼眼部的表型可以通过注射Fabp11a mRNA回复表型(见上图D)。
为了进一步确认gDNA/NgAgo系统在斑马鱼中敲低基因是一种普遍的现象,作者又test的另外一个基因ta(no tail/ntl or brachyury),结果表明也有大约30%注射过的胚胎出现没有尾巴的表型。
此前韩春雨NBT文章中表明gDNA/NgAgo系统在人源细胞(37℃)中能够有效的产生11.2%-41.3% 的indels。Cell Res这篇文章中也在37℃的条件下检测了斑马鱼中gDNA/NgAgo系统是否能产生indels,结果表明没有检测到任何indels发生。有趣的是在正常情况下,斑马鱼胚胎中注射gDNA和酶活突变的NgAgo mRNA也能产生系列表型,当然同样检测不到任何indels的发生。为了再进一步确认斑马鱼的表型是由于Fabp11a敲低造成的,作者还做了一些后续的原位杂交实验,而且还运用CRISPR/Cas9技术敲除Fabp11a基因也能得到相似的表型,当然基因敲除的表型显然异常剧烈一些,有约10%的胚胎出现眼睛消失的表型。
总的来说,这项研究结果通过使用gDNA/NgAgo系统在斑马鱼中实现了特定基因的敲低,但是没有检测到靶基因上任何indels的出现,因为酶活突变的NgAgo也能产生敲低的效果,作者猜测这个系统可能和酶活突变的Cas9:sgRNA系统类似都能在靶基因处抑制基因转录。
医谷+
基因敲低(knockdown)和基因敲除(knockout)的区别
简单说来,我们的生命活动基本由蛋白质作为机器来完成(RNA 的功能也正在越来越多地被发掘),根据中心法则“DNA-RNA-蛋白质”最简化的套路,如果想抑制某个蛋白的功能,可以从 DNA、RNA、蛋白质三个层面进行调控。在DNA或者基因组水平的调控是最彻底的,基因组编辑(genome editing)即对基因组上的目的基因进行删除、突变、或插入,历史上沿用至今的常用工具包括ZFN(锌指蛋白酶)、TALEN 和 CRISPR。在RNA层面的编辑最常用的是RNA干扰,通过抑制RNA的转录或者促进RNA的降解从而降低RNA水平,影响其翻译成蛋白质以及相关性状的发生,被称为“敲低”(knockdown)。
knockdown(敲低)与knockout(敲除)是完全不同的两个概念。基因敲低是将基因表达水平下调,而不涉及靶基因 DNA 本身的变化,基本是不可遗传的。基因敲除属于基因(组)编辑技术,必须是在基因组水平上造成突变,破坏基因读码框,消除整个基因的表达。一般来说,在受精卵水平的基因编辑变化能够稳定地遗传给下一代。敲低与敲除二者最明显的区别是基因组DNA序列是否发生变化。
来源:生物医药医疗(微信号:biomedx)
为你推荐
资讯 赶早赴约,忆路守护 礼来携手清华大学阿尔茨海默病科普创意大赛圆满收官
今日,由礼来主办,清华大学承办的 “赶早赴约,忆路守护” 阿尔茨海默病(AD)科普创意大赛颁奖典礼在清华大学圆满落幕。
2026-03-23 17:48
资讯 健康小美+蚂蚁阿福,美年健康与蚂蚁健康推动AI医疗深度合作
3月23日,美年健康与蚂蚁健康宣布达成全面战略合作。双方将依托美年长期沉淀的专业健康数据体系、覆盖全国的线下医疗服务网络,以及医学检测设备与标准化医疗服务能力所构成的这...
2026-03-23 17:06
资讯 迪哲医药舒沃哲单药一线治疗EGFR exon20ins非小细胞肺癌国际多中心III期临床试验获阳性顶线结果
3月23日,迪哲医药发布公告称,其自主研发的产品舒沃哲(ZEGFROVY,通用名:舒沃替尼片)单药一线治疗表皮生长因子受体(EGFR)20 号外显子插入突变(exon20ins)晚期非小细胞...
2026-03-23 10:45
资讯 创新“无棉”静音技术,可孚医疗发布首款智能呼吸机
3月20日,正值世界睡眠日到来之际,可孚医疗隆重举行呼吸机新品发布会,正式推出行业率先实现的无消音棉超静音AI智能呼吸机——C11。
2026-03-20 19:02
资讯 NVIDIA GTC 大会重磅发布:以 AI 与算力赋能药物研发全链路创新
在 GTC 大会上,NVIDIA 集中展示了其在制药与生命科学领域的核心技术成果与深度行业合作
2026-03-20 14:21
资讯 深耕肾病与代谢领域,炫景生物完成超2亿元Pre-A轮融资
本轮融资由康君资本领投,德联资本、华泰金斯瑞基金、金易赋新、国海创新资本、联想创投等机构联合参投,现有股东元希海河继续跟投
2026-03-20 13:52
资讯 先衍生物完成1.5亿元A轮融资,加速小核酸药物核心技术突破与管线推进
本轮融资由道远资本领投,启申创投联合领投,嘉乐资本、成都科创投集团、四川省中试研发有限公司、厦门高新投、增锐铭禾等机构跟投,同时成都先导、银满基金、怀格资本、钧天创...
2026-03-20 13:48
资讯 华海药业PD-L1/VEGF将正式启动子宫内膜癌的Ⅲ期临床试验
3月19日,华海药业发布公告称,近日,下属子公司上海华奥泰生物药业股份有限公司就HB0025联合化疗一线治疗晚期 复发子宫内膜癌经过与国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)Ⅱ...
2026-03-20 10:40
资讯 爱尔康披露关键数据:全球老视矫正型人工晶体植入量超600万枚,人工晶体植入总量突破1.75亿枚
全球人工晶体(IOL)植入技术在临床应用中不断取得新进展,为患者术后视觉质量的提升提供了更多可能性。
2026-03-19 13:08

















