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美格生物专家团队发表人类胚胎基因编辑新成果-单碱基基因编辑技术

近日,Protein & Cell杂志刊登了广州美格生物专家团队、来自中山大学黄军就教授联合周灿权教授松阳洲教授组成的合作团队题为“Correction of β-thalassemia mutant by base editor in human embryos”的研究论文(下图),证实了单碱基编辑系统可以针对特定类型的单碱基突变的人类胚胎基因组进行精确的修复,为修复地中海贫血症HBB -28 (A>G)点突变具有重要的临床前研究意义

近期,黄军就等团队尝试利用单碱基系统对点突变的遗传疾病进行修复研究,单碱基的优势在于不会造成双链DNA的切割,减少脱靶效应和镶嵌性;单碱基系统修复特异和效率较高(详见相关的报道:方兴未艾:单碱基基因编辑技术)。

首先,研究人员通过查找锁定了地中海贫血症HBB -28 (A>G)的突变位点。据2015年统计,我国重型和中间型地贫患者在30万人左右,“地贫”基因携带者超过3000万人,涉及近3000万家庭1亿人口,主要集中在广东、广西、海南、重庆、四川、贵州、云南等省(市、自治区),尤以两广地区最为严重,广东“地贫”基因携带者超过10%,广西“地贫”基因携带者超过20%。HBB -28 (A>G)点突变在β地贫中占10%以上,因此研究修复地中海贫血症HBB -28 (A>G)点突变具有重要的临床前研究意义。

在最新的这篇Protein & Cell文章中,研究人员首先通过慢病毒载体构建含有-28(A>G)突变位点序列的293T细胞系,然后筛选出特异打靶的gRNAs。通过中山大学附属第二医院方建培教授查找数据库,找到HBB -28 (A>G)纯合体病患者,在签订知情同意书后收集血液细胞和皮肤成纤维细胞。利用原代皮肤成纤维细胞,研究人员发现单碱基系统在部分细胞中可以100%修复点突变位点。最后实验为了避免杂合体胚胎单碱基修复后的检测困难等问题,因此研究人员通过核移植的方式构建HBB -28 (A>G)的人纯合点突变的核移植胚胎,利用优化的单碱基系统在胚胎中实现了精确的突变位点修复

该文章提供了可靠的实验数据,证实了单碱基编辑系统可以针对特定类型的单碱基突变细胞或胚胎基因组进行精确的修复。东南亚地区中-28(A>G)携带者、纯合体病人和混合基因型重症病人发生率高,如果能在胚胎水平实现50%的修复效率,那么有可能使携带者的杂合子后代减少获得该点突变遗传的概率,而纯合体病人和混合基因型重症病人有望得到彻底的病情缓解甚至彻底地解决。

据悉,该工作主要由第一作者梁普平博士和丁晨晖博士等完成,黄军就教授、周灿权教授和松阳洲教授为共同通讯作者,第一完成单位为中山大学生命科学学院。值得一提的是梁普平博士和丁晨晖博士还是2015年首次在三原核胚胎中进行基因编辑尝试的第一作者,在上述系列科学研究中做了非常出色的工作。

单碱基基因编辑技术

阅读原文

https://link.springer.com/article/10.1007/s13238-017-0475-6


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