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基因编辑技术又新添一员“大将”

发布时间： 2021-12-15

       作者：秦志伟

       近日，华东师范大学生命科学学院、上海市调控生物学重点实验室研究员叶海峰课题组报道了一种远红光调控的基因编辑和表观遗传重塑的控制系统，为精准可控的基因编辑技术新添一员“大将”。研究成果发表于《科学进展》。

       CRISPR-Cas12a是II类V型基因编辑工具，其系统相对简单，引起了生物学界的广泛关注。然而，CRISPR基因编辑工具由于不可控性导致的脱靶效应及潜在风险，极大限制了其体内应用，能否使其活性控制做到剂量依赖，从而实现更精准的基因编辑，仍是一道难题。目前，远程、无痕、精准可控的CRISPR-Cas12a鲜有报道。

       为了解决基因编辑精准控制问题，叶海峰团队结合光遗传学及合成生物学设计理念，以先前开发的远红光调控的转基因表达系统为基础，开发了远红光调控的CRISPR-Cas12a基因编辑系统及CRISPR-dCas12a基因激活系统，为Cas12a安装了一个精准可控的开关，实现了靶基因的精准切割或激活。

       研究人员首先设计了远红光调控的CRISPR-Cas12a基因编辑系统（简称FICA）。其设计原理是远红光作为基因开关可以精准调控Cas12a的表达，在crRNA的帮助下，实现对多种基因的高效切割。接着，研究人员通过利用SunTag技术，开发了远红光调控的CRISPR-dCas12a基因激活系统（简称FIdCA）。利用该系统，他们成功实现了对内源基因HBB的高效激活。随后，研究人员将FIdCA系统通过尾静脉递送至小鼠体内，成功在小鼠体内实现了远红光诱导靶基因激活。

       该研究以无毒副作用、组织穿透能力强的远红光作为激发开关，实现了远红光介导的基因编辑和基因激活，为可控基因编辑和表观遗传操控提供了新方法和新工具，为精准可控的基因治疗和细胞治疗奠定了基础，将进一步推动光遗传学技术在精准医学领域的应用研究。

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