南京大学权威期刊连发CRISPR/Cas9重要研究成果

　　

生物通报道   南京大学模式动物研究所的黄行许（Xingxu Huang）教授，是近年来基因组编辑领域的风云人物之一。其实验室不仅首次在世界上利用CRISPR/Cas9进行了大鼠的条件性基因敲除，还通过原核注射实现了世界上首次猴基因敲除。这些成果在国际上受到广泛的瞩目（延伸阅读：Nature：CRISPR带来的一场生物医学大变革 ）。

近期黄行许教授课题组接连在CRISPR/Cas9研究中取得突破性成果，相关论文发表在权威期刊Nature Methods、Cell Research和Scientific Reports上。

现在人们普遍相信了，人类的基因组中包含着很大一部分的调控序列，其中包括大量的转录因子结合顺式调控元件。然而由于缺乏简便易行的实验方法来模拟元件特异性的功能丧失，这些调控序列的功能很大程度上仍有待探索。黄行许课题组与南京大学刘江怀(Jianghuai Liu)教授研究小组合作，基于近期研究人员采用细菌II型CRISPR/Cas9系统，开展RNA引导基因编辑和转录编程研究中取得的一些技术突破，对非切割性dCas9/sgRNA作为序列特异性顺式调控元件靶向平台在人类细胞中的应用进行了测试。他们的研究结果发布在6月5日的Cell Research杂志上。

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在5月28日的Nature Methods杂志上，黄行许教授研究小组则与Wellcome Trust Sanger研究所的William C Skarnes展开合作，调查了Cas9基因改良小鼠的脱靶突变情况。他们采用全基因组测序更全面地评估了注入Cas9与Cas9切口酶诱导的损害。证实在诱导出目的突变等位基因的同时，在受精卵中Cas9核酸内切酶诱导的非目的突变是非常稀少的。

另外在发表于Scientific Reports杂志上的另一项研究中，黄行许与第三军医大学的魏泓(Hong Wei)教授合作，采用将Cas9/sgRNA注入到受精卵中的方式有效构建出了转基因猪。在受精卵中共同注入Cas9 mRNA和sgRNA已被证实是在不同物种中实现基因组改造的一种有效的基因编辑策略。由于猪与人类在生理学、解剖学和寿命等方面具有一些相似的特征，被视作为是构建人类疾病模型，以及为异种器官移植术提供器官的最佳动物之一。转基因猪在生物医学研究中显示出极大的前景。

在这篇文章中，研究人员报告称他们选择了Npc1l1 (Niemann-Pick C1-Like 1)作为靶基因，通过将Cas9 mRNA和Npc1l1 sgRNA共同注入到单细胞阶段的胚胎中，他们以高达100%的效率在中国巴马小型猪（Chinese Bama miniature）中精确地靶向性改造了猪的Npc1l1基因。同时，他们第一次在各种体细胞组织和卵巢确定了Cas9/sgRNA介导的中靶和脱靶突变，并第一次提供了将Cas9 mRNA和sgRNA注入受精卵中去的详细信息。研究人员证实了这种基于CRISPR/Cas9的方法能够有效且可靠地用于构建转基因猪。

（生物通：何嫱）

作者简介：

黄行许

南京大学模式动物研究所博士生导师。主要研究方向为DNA甲基化对配子重编程的影响；基因操作技术的研发和基因工程动物模型的构建。其实验室通过CRISPR/Cas9介导的同源重组，实现了世界上首次利用CRISPR/Cas9进行大鼠的条件性基因敲除，成功利用突变的Cas9结合双sgRNA技术把脱靶效应降低到检测不到的水平，通过原核注射实现了世界上首次猴的基因敲除。曾经获得美国国立卫生研究院博士后培训基金；主持和参加多项国家自然科学基金和“973”项目，在PNAS，PLoS Biology，Nature Cell Biology，Current Biology，PLoS Genet 等期刊发表多篇论文。

生物通推荐原文索引：

Functional annotation of cis-regulatory elements in human cells by dCas9/sgRNA.Cell Res. 2015 Jun 5. doi: 10.1038/cr.2015.70. 

Off-target mutations are rare in Cas9-modified mice.Nat Methods. 2015 May 28;12(6):479. doi: 10.1038/nmeth.3408.

Efficient generation of gene-modified pigs via injection of zygote with Cas9/sgRNA.Sci Rep. 2015 Feb 5;5:8256. doi: 10.1038/srep08256.