科学家使用CRISPR来定位早期发展涉及的基因信息

信使rna可拆卸的技术

MRNA淘汰技术的开发用于椎骨类生物如斑马鱼类的有限。已经鉴定为CRISPR-RFXCAS13D作为在一系列动物物种中胚胎发生期间体内基因功能的系统研究的有效方法。信誉:Bazzini Lab,Stowers Institute

CRISPR是一种基因编辑工具,它使研究人员能够研究模式生物中不同基因的功能。(Stowers医学研究所的科学家们在堪萨斯城,密苏里州和安达卢西亚的中心巴勃罗·德·Olavide大学发育生物学在塞维利亚,西班牙,现在利用这个强大的技术目标基因信息在模型动物胚胎获得更好的理解基因直接脊椎动物发展的早期阶段的程序。yabo124

在今天(2020年8月7日)网上发布的一份报告中细胞发育,由助理调查员Ariel Bazzini,PHD和合作者领导的家庭团队表明,该技术称为CRISPR-CAS13,能够瞄准RNA.- - - - - -DNA在进行的化学表兄弟中,以特定和系统的方式在胚胎动物模型中构建蛋白质,允许研究人员在最早的发展中研究RNA的作用。研究人员表明,CRISPR-CAS13方法在斑马鱼,杀虫,中息和小鼠胚胎中是有效的,因此可用于探索广泛的动物物种中的早期发育遗传课程。


自发现以来,科学家们一直在使用众多赞扬的基因编辑工具CRISPR以改变模型生物的DNA,并揭示成千上万基因的功能。现在,堪萨斯城的医学研究所研究人员在西班牙塞维利亚塞维利亚塞维利亚塞瓦尔·奥拉维德大学的医学研究所和安达卢西亚发展生物中心,已经利用了涉及早期脊椎动物发展的基因信息(信使RNA)的技术yabo124。

通过破坏基因信息(RNA)而不是潜在基因(DNA),研究人员可以研究以前很难或不可能操纵的基因,因为它们对生命至关重要,或涉及生物发育的关键阶段。这种方法也允许瞄准母亲贡献的基因rna,这些rna储存在卵子中,启动最早的遗传程序。

这项研究于2020年8月7日在线发表在《华尔街日报》上细胞发育,建立使用CRISPR-CAS技术以特定和系统的方式在胚胎动物模型中靶向RNA。该研究结果证明了该技术可以应用于各种水生和陆地模型,包括斑马鱼,中麦卡,杀虫和小鼠。

“这项研究令人兴奋的地方不仅在于我们发现了什么,还在于我们能做什么,”斯托尔斯研究所助理研究员、该研究的联合负责人Ariel Bazzini博士说。“我们仍然不明白基因是如何启动发育的最早阶段的。现在我们可以通过逐个定位它们的RNA信息来找到答案。”

Bazzini说:“我们也对这项技术的低成本感到非常兴奋。”“任何研究斑马鱼或其他动物胚胎的实验室都可以使用这种方法。事实上,我们已经向世界各地的几个实验室分发了试剂和方案。”

在开发开始之前,鸡蛋必须先满足精子。由此产生的胚胎携带来自母亲的一半基因和父亲的一半。除了其基因组之外,胚胎还具有由母亲提供的RNA和蛋白质等组分。

mRNA击倒

MRNA淘汰技术的开发用于椎骨类生物如斑马鱼类的有限。已经鉴定为CRISPR-RFXCAS13D作为在一系列动物物种中胚胎发生期间体内基因功能的系统研究的有效方法。信誉:Bazzini Lab,Stowers Institute

“母亲贡献是我们许多人想要解决的谜团,”Bazzini说。然而,试图在斑马鱼中系统地靶向RNA,许多发育生物学家选择的模型生物体已经不成功。恰当命名的RNA干扰方法,这是基因功能研究中的主要效能,不适用于斑马鱼或其他鱼类或青蛙。使用称为吗啉或反义寡核苷酸的遗传码的合成码条的其他方法有时与毒性和脱靶效果有关。

因此,当Bazzini和他的合作者、朋友Miguel a . Moreno-Mateos博士(Pablo de Olavide大学教授)注意到CRISPR技术已被用于降解酵母、植物和哺乳动物细胞中的RNA时,他们渴望尝试一下。莫雷诺-马特奥斯是安东尼奥·吉拉尔德兹实验室的博士后耶鲁大学与Bazzini同时,被认为是体内CRISPR-CA技术优化的专家。

CRISPR-Cas13系统取决于两个要素——短RNA序列被称为一个“指南”RNA,和酶Cas13 (Cas的一部分,或CRISPR-associated,家庭的蛋白质),削减任何细胞中RNA消息排队和绑定到指导序列。研究人员测试了四种不同的Cas13蛋白,这些蛋白在以前的研究中已经成功使用。他们发现,除了一种名为RfxCas13d的蛋白质外,Cas13蛋白对发育中的斑马鱼要么效率低下,要么有毒。

然后,他们研究了用CRISPR-RfxCas13d在斑马鱼胚胎中靶向RNA,是否可以重建与改变有机体潜在DNA相同的缺陷。例如,当他们瞄准tbxta基因的RNA时,斑马鱼胚胎是没有尾巴的,而tbxta基因是长尾巴所必需的。

研究人员继续表明,CRISPR系统可以有效地瞄准各种RNA,由母亲提供的各种RNA以及由胚胎产生的那些,将RNA水平降低,平均值为76%。家里的合作者有助于得出统计数据,并表明该技术也适用于杀戮,中息和小鼠胚胎。

“CRISPR-RfxCas13d系统是一种高效、特异性和廉价的方法,可以全面应用于动物胚胎,”Moreno-Mateos说,他也是这项研究的共同负责人。“有了这个工具,我们将有助于理解生物学和生物医学的基本问题。”yabo124

研究人员希望追求的基本问题之一是RNA在最早发挥作用的角色。母亲留下的RNA必须在同一时间同时拆除胚胎的基因组在线;否则,胚胎永不发展。

Bazzini说:“我们认为这个工具可以对我们理解不孕和发育问题产生深远的影响。”

Bazzini说:“斯托尔斯的设施和合作环境让我们能够在其他动物模型系统中测试CRISPR技术。”“当我四年前加入斯托尔斯的时候,我从来没有预料到我的实验室会用老鼠或鳉鱼模型做实验。这是一次有趣的冒险!”

参考:2020年8月7日,细胞发育

来自家机研究所的其他同伴包括Gopal Kushawah,Phd,Michelle Devore,Huzaifa Hassan,Wei Wang,Phd,Timothy J. Corbin,Andrea M. Moran和AlejandroSánchezAlvarado,博士。

这项研究由斯托尔斯医学研究所、帕布罗·德·奥拉维德大学、高等科学调查研究所和安达卢西亚军政府资助。其他支持包括来自西班牙Ciencia部长的Ramon y Cajal项目(RyC-2017-23041)和拨款(BFU2017-86339-P, PGC2018-097260-B-I00和MDM-2016-0687), Innovación y大学;来自Centro Andaluz de Biología del Desarrollo的跳板项目;Synthego基因组工程创新2019年拨款;皮尤创新基金;innovation Peru (grant 168-PNICP-PIAP-2015);FONDECYT(旅行拨款043-2019)。

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