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Nature:利用CRISPR/Cas9揭示蛋白ENL促進AML白血病產(chǎn)生

佚名 2024-05-20 08:27:16

Nature:利用CRISPR/Cas9揭示蛋白ENL促進AML白血病產(chǎn)生

利用員工牌進入大樓的任何人可能理解蛋白ENL如何為治療急性髓細胞性白血病(Acute myeloid leukemia

,AML)提供新的可能
。AML是一種快速增加的起源自骨髓細胞和血細胞的癌癥,而且是兒童和成年人中第二大最為常見的白血病

在一項新的研究中

,來自美國德州大學(xué)MD安德森癌癥中心的研究人員揭示出蛋白ENL能夠促進白血病產(chǎn)生。該蛋白含一種被稱作YEATS的結(jié)構(gòu)域
,這種結(jié)構(gòu)域“讀取”組蛋白修飾
。組蛋白纏繞在染色質(zhì)上。正如掃描器“讀取”員工牌上的數(shù)據(jù)
,蛋白ENL識別一種被稱作乙?div id="d48novz" class="flower left">
;慕M蛋白修飾。

德州大學(xué)MD安德森癌癥中心之前針對組蛋白讀取蛋白(histone-reading protein

,即識別組蛋白上特定修飾的蛋白
,也被稱作組蛋白閱讀器)開展過研究。這項新的研究是建立在這項研究的基礎(chǔ)上的
。這些發(fā)現(xiàn)表明利用一類靶向蛋白ENL的被稱作BET抑制劑的實驗性藥物可能有效地治療AML
。相關(guān)研究結(jié)果于2017年3月1日在線發(fā)表在Nature期刊上,論文標(biāo)題為“ENL links histone acetylation to oncogenic gene expression in acute myeloid leukaemia”

論文通信作者之一

、德州大學(xué)MD安德森癌癥中心表觀遺傳學(xué)與分子致癌系副教授Xiaobing Shi說,“我們的研究證實蛋白ENL是AML的疾病維持所必需的
。剔除ENL會產(chǎn)生抗白血病效果
,并且在體內(nèi)和在體外抑制白血病生長
。顯著的是,破壞ENL進一步讓白血病細胞對BET抑制劑作出反應(yīng)
?div id="d48novz" class="flower left">
!?/p>

乙酰化等組蛋白修飾充當(dāng)識別特定修飾的組蛋白閱讀器的?div id="4qifd00" class="flower right">

?课稽c
,從而影響著下游的生物學(xué)結(jié)果。盡管針對被稱作乙?div id="4qifd00" class="flower right">
;慕M蛋白修飾
,已鑒定出很多這樣的組蛋白閱讀器,但是已知很少有這樣的組蛋白閱讀器識別組蛋白乙?div id="4qifd00" class="flower right">
;?div id="4qifd00" class="flower right">。

Shi和他的團隊利用基因組編輯工具CRISPR/Cas9剔除ENL,這會抑制癌基因表達

?div id="jfovm50" class="index-wrap">?紤]到癌細胞經(jīng)常使用染色質(zhì)調(diào)節(jié)通路,抑制癌基因表達是至關(guān)重要的

論文共同第一作者

、德州大學(xué)MD安德森癌癥中心表觀遺傳學(xué)與分子致癌系助理教授Hong Wen博士說,“靶向組蛋白閱讀器代表著一類我們認為有臨床前景的抗癌療法
。我們的研究揭示出蛋白ENL作為一種染色質(zhì)閱讀器調(diào)節(jié)著致癌程序
,因而確定ENL是一種潛在的治療AML的藥物靶標(biāo)?div id="jfovm50" class="index-wrap">!?/p>

能不能利用細菌CRISPR/cas9系統(tǒng)敲除自身的基因

肯定可以

。已有這樣的論文報道了,而且還很新的
,2014年1月28日發(fā)表的

在一項新的研究中,來自美國北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員利用CRISPR-Cas系統(tǒng)開發(fā)出能夠識別出特定的細菌菌株
,切割它們的DNA
,從而消除感染,而且經(jīng)證實選擇性除去特定的細菌菌株同時不影響有益的細菌群體是可行的

這種新方法是利用很多細菌中存在的被稱作CRISPR-Cas的免疫系統(tǒng)來發(fā)揮作用的
。這種CRISPR-Cas系統(tǒng)作用機制如下所示:產(chǎn)生小片段被稱作CRISPR RNA的RNA鏈,與一種特定入侵者中特異性的DNA序列匹配
,當(dāng)這些CRISPR RNA找到這樣的匹配DNA序列時
,它們釋放Cas蛋白來切割這種DNA序列。
在這項研究中
,經(jīng)設(shè)計讓CRISPR RNA匹配細菌自身的靶DNA序列能夠讓細菌自殺
,這是因為細菌的CRISPR-Cas系統(tǒng)攻擊它自身的DNA序列
;在存在不同細菌組合的培養(yǎng)物中測試了這種方法,并且能夠只清除特定的細菌菌株
;這種方法清除了一種細菌物種的菌株
,但是不能清除相同物種中的另一種菌株,盡管它們的基因組序列99%是相同的

crispr/cas9的應(yīng)用

基因敲除動物模型一直以來是在活體動物上開展基因功能研究

、尋找合適藥物作用靶標(biāo)的重要工具。但是傳統(tǒng)的基因敲除方法需要通過復(fù)雜的打靶載體構(gòu)建
、ES細胞篩選
、嵌合體小鼠選育等一系列步驟,不僅流程繁瑣
、對技術(shù)的要求很高
,而且費用大,耗時較長
,成功率受到多方面因素的限制
。即使對于技術(shù)比較成熟的實驗室,利用傳統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建基因敲除大
、小鼠一般也需要一年以上

2013 年 1 月份,美國兩個實驗室在《Science》雜志發(fā)表了基于 CRISPR-Cas9 技術(shù)在細胞系中進行基因敲除的新方法
,該技術(shù)與以往的技術(shù)不同
,是利用靶點特異性的 RNA 將 Cas9 核酸酶帶到基因組上的具體靶點,從而對特定基因位點進行切割導(dǎo)致突變
。該技術(shù)迅速被運用到基因敲除小鼠和大鼠動物模型的構(gòu)建之中。通過一系列研究
,首先證明了通過 RNA 注射的方式將 CRISPR-Cas 系統(tǒng)導(dǎo)入小鼠受精卵比 DNA 注射能更有效的在胚胎中產(chǎn)生定點突變
。在此基礎(chǔ)上,又發(fā)現(xiàn)了該方法沒有小鼠遺傳品系的限制
,能夠?qū)Υ笃蔚幕蚪M DNA 進行刪除
,也可以通過同時注射針對不同基因的 RNA 序列達到在同一只小鼠或大鼠中產(chǎn)生多個基因突變的效果。此外
,還證明了利用 CRISPR-Cas 技術(shù)構(gòu)建的基因敲除大鼠模型與傳統(tǒng)方法構(gòu)建的同一基因(肥胖相關(guān) G 蛋白偶聯(lián)受體 Mc4R)突變大鼠相比具有一致的表型
。該方法構(gòu)建的基因突變動物具有顯著高于傳統(tǒng)方法的生殖系轉(zhuǎn)移能力,是一種可靠
、高效
、快速的構(gòu)建敲除動物模型的新方法。
CRISPR-Cas 技術(shù)是繼鋅指核酸酶(ZFN)
、ES 細胞打靶和 TALEN 等技術(shù)后可用于定點構(gòu)建基因敲除大
、小鼠動物的第四種方法
,且有效率高、速度快
、生殖系轉(zhuǎn)移能力強及簡單經(jīng)濟的特點
,在動物模型構(gòu)建的應(yīng)用前景將非常廣闊。

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