RNA靶向的CRISPR/CasRx系统在小鼠精原细胞系GC1-spg中的应用

2021-05-12李梦真邹定峰缪时英王琳芳

基础医学与临床 2021年5期

李梦真，柳俊，邹定峰，缪时英，王琳芳，宋伟，李凯

(中国医学科学院基础医学研究所北京协和医学院基础学院医学分子生物学国家重点实验室，北京 100005)

成族规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR)/CRISPR关联因子(CRISPR associated,Cas)系统是细菌和古细菌物种抵御入侵的噬菌体和核酸中的外来遗传元件的一种免疫应答方式[1]，其通过各种CRISPR/Cas系统的RNA引导的核酸内切酶结合和切割外来遗传元件而发挥作用[2]。尽管在先前的报道中，CRISPR/Cas9系统已经被广泛应用于在DNA层面进行基因编辑以剖析特定遗传元件的功能或纠正致病突变[3]，但当不适合对基因组DNA进行永久修改(例如敲除致死) 以及涉及生物安全问题时，或者用于治疗RNA病毒感染疾病(例如SARS-CoV-2感染)[4]时，RNA靶向基因编辑技术就尤为重要。CasRx是CRISPR系统中鉴定出的一种新的、由RNA引导的、靶向RNA的Cas核酸酶，其能够实现对转录组高效和特异的敲降[5]。迄今为止，CRISPR/CasRx介导的基因沉默已经被广泛使用，例如抑制胰腺导管腺癌的发生发展[6]小鼠中用于神经细胞命运操纵[7]、肝脏代谢调节[4]、预防新血管形成以及植物[8]和胚胎[9]中特异基因敲降。尽管RNA靶向的CRISPR/CasRx系统具有广泛的应用前景，但是在雄性生殖领域中还未有相关应用的报道。本项研究验证了CRISPR/CasRx在HEK-293T细胞中可敲降egfp(enhanced green fluorescent protein)和mCherry外源基因，以及特异敲降HEK-293T细胞内源基因，包括mRNA和lncRNA(long non-coding RNA)。为了评估CRISPR/CasRx系统在雄性生殖领域中的应用潜力，选取了GC1-spg细胞并利用该系统靶向egfp和mCherry外源基因进行了验证。