楊世華教授課題組在食蟹猴胚胎基因組實現多位點單堿基的精准突變

审核发布:宣传部 蒙丽 来源单位及审核人:兽医学院 张展基 發布時間:2020-05-13浏覽次數:2179

  近日,我校兽医学院、岭南现代农业科学和技术广东实验室杨世华教授课题组在国际著名学术期刊Nature Communications在线发表了题为“Multiplex precise base editing in cynomolgus monkeys”的研究论文,报道在食蟹猴胚胎上成功实现精准的多位点单碱基突变。(论文链接地址:https://www.nature.com/articles/s41467-020-16173-0

  基因突變導致的疾病通常是由單個或多個堿基突變所造成的,這意味著在疾病建模和基因治療中需要同時糾正或引入多個單核苷酸變化。然而,通過CRISPR/Cas9技術引入DNA雙鏈斷裂進行多個單堿基突變的效率較低,並且容易産生indels(堿基缺失或插入)。爲此,我們在食蟹猴胚胎基因組選擇11個位點,利用胞嘧啶和腺嘌呤堿基編輯器(CBE/ABE),針對食蟹猴胚胎單一或多個位點同時進行單堿基的精准突變。利用CBE系統的BE3對FAH基因的3位點設計載體,在胚胎上實現了3位點同時被精准突變。以SaKKH-nCas9爲基礎的SaKKH-BE3系統也實現100%的多位點C到T的突變。ABE系統在單位點和多位點突變中表現爲純淨的A到G突變,沒有産生非A到G突變以及indels。根據小鼠及植物中的研究表明CBE系統具有全基因組隨機脫靶特性,爲驗證CBE系統的脫靶性,通過胚胎移植技術首次獲得FAH基因單堿基雜合突變食蟹猴胎兒。利用全基因組測序分析突變猴及父母本,發現潛在的66個新單堿基突變位點和5個indels位點。爲進一步評估這一結果,利用dbSNP/EVA數據庫分析出食蟹猴自發突變頻率,通過對比預測結果排除分析的71個新突變位點爲隨機脫靶位點。上述研究驗證了單堿基編輯器在靈長類動物受精卵中多位點單堿基編輯的可能性,同時拓展了單堿基編輯器的應用,爲疾病的研究和臨床前基因治療提供重要佐證。 

  我校博士生张文辉为论文第一作者,杨世华教授为通讯作者。美国麻省理工学院Tomomi Aidat、Ricardo C. H. del Rosario、Jonathan J. Wilde为论文的共享第一作者,冯国平教授为共同通讯作者。本研究得到了广东本土创新创业团队项目(2019BT02Y276)、科技部重点研发计划项目课题(2018 YFA0801404)、广东省科学技术厅关键技术前沿和创新项目(2014B020225007)、新世纪优秀人才计划(NCET-12-1078)、国家自然科学基金项目(81941006和81941006)以及华南农业大学博士生出国(境外)联合培养项目(2018LHPY009)的资助。(文/图 兽医学院 王旗) 

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