王晓群、高绍荣发表CRISPR/Cas9基因编辑新成果

来自中科院生物物理研究所、同济大学生命科学与技术学院的研究人员，在新研究中第一次证实了CRISPR/Cas9介导的基因编辑可以高效生成基因敲除雪貂（ferret）。这一研究成果发布在11月13日的《Cell Research》杂志上。

中科院生物物理研究所的王晓群（Xiaoqun Wang）研究员及同济大学生命科学与技术学院的高绍荣（Shaorong Gao）教授是这篇论文的共同通讯作者。

自1933年以来，雪貂一直是重演人类疾病最有价值的动物模型之一。它们在脑功能生理学特征、生殖生物学及癌症、流感感染及囊性纤维化等各种疾病的病理特征方面与人类有许多的相似之处。尽管具有这些优点，由于缺乏一种方法实现精确的遗传改造当前雪貂在科研中的使用显著受限。

CRISPR/Cas9系统是一种存在于细菌中的免疫应答系统，其借助于双RNA引导的核酸内切酶Cas9在特异基因组位点切割入侵DNA。CRISPR技术先驱加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna在2012年报道，通过提供特异性设计的RNA引导序列，有可能可以靶向及切割特定基因组位点。这一系统看起来比其他的基因工程方法更简单，过去几年的研究及发展证实了，CRISPR可在哺乳动物及病毒等各种生物体中介导基因编辑。

在这篇新文章中，王晓群研究员、高绍荣教授及同事们通过共同注射Cas9 mRNA和sgRNAs到单细胞期胚胎中，以高达73.3%的效率生成了Dcx、Aspm 和Disc1任一基因双等位基因突变的首建雪貂。有趣的是，携带Dcx突变的首建动物显示出与人类患者相似的无脑回表型。这些结果证实了雪貂可以极佳地模拟出在啮齿类动物系统中无法获得的人类遗传疾病表型。通过单细胞胚胎显微注射，他们成功利用CRISPR/Cas9介导了雪貂基因组位点特异性改造。

此外，研究人员还测试了这些遗传改造雪貂中的脱靶突变，他们筛查雪貂基因组发现了Dcx-sgRNA1的两个潜在脱靶位点Cdh8和Sohlh2；而未找到Aspm 和Disc1 sgRNAs的潜在脱靶位点。随后他们采用PCR扩增了所有潜在脱靶位点附近的片段，并进行序列分析。结果显示在两个潜在脱靶位点Cdh8和Sohlh2处未检测到突变。这些结果表明，实验中采用的Cas9/sgRNA没有在潜在脱靶位点生成可检测到的突变，表明CRISPR/Cas9系统对于雪貂是一种可靠的基因组改造工具。

由此，新研究证实了CRISPR/Cas9系统可在雪貂中高效介导基因编辑，表明了在难以得到胚胎干细胞的许多其他物种中实现精细基因组改造的可能性。建立的基因改造雪貂将推动调查在啮齿类动物和灵长类动物中无法探讨的、与人类疾病相关的基因。