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首次使用CRISPR全基因组鉴定出有助于细胞抵抗黄病毒感染的新基因
时间:2018-12-12 14:00:28  作者:微微  来源:生物帮
来自UT西南大学微生物学助理教授John Schoggins博士领导的研究小组利用尖端的CRISPR技术将IFI6基因鉴定为靶向黄病毒的强效抗病毒基因。
  CRISPR是生命进化历史上,细菌和病毒进行斗争产生的免疫武器,简单说就是病毒能把自己的基因整合到细菌,利用细菌的细胞工具为自己的基因复制服务,细菌为了将病毒的外来入侵基因清除,进化出CRISPR系统,利用这个系统,细菌可以不动声色地把病毒基因从自己的染色体上切除,这是细菌特有的免疫系统,目前,CRISPR已经成为生命科学最热门的技术之一。
  近日,来自UT西南大学微生物学助理教授John Schoggins博士领导的研究小组利用尖端的CRISPR技术将IFI6基因鉴定为靶向黄病毒的强效抗病毒基因,通过利用传统的细胞培养研究证实了该基因在防止寨卡病毒,西尼罗河病毒,登革热病毒和黄热病病毒感染方面起到非常重要作用,这是医学研究的一项新发现。目前该研究已经发表于国际顶尖杂志《Nature Microbiology》上。
  “其他研究使用CRISPR遗传筛选鉴定黄病毒感染所需的细胞基因。我们的研究是第一个使用该技术鉴定抑制感染的细胞基因的研究,”南希凯恩博士和杰弗里A.马库斯博士说。医学研究学者,纪念Bill S. Vowell博士和克莱顿基金会研究员。“在哺乳动物中,细胞通过干扰素自然地抵御病毒感染,干扰素是一种引发病毒检测的警告系统,细胞需要与病毒防御系统接触。细胞通过激活数百种干扰素刺激来实现这一目标。基因,“他说。“黄病毒引起严重的人类疾病,干扰素参与机体对这些病毒的先天免疫反应。”
  Schoggins博士说,该团队最近开发了全基因组CRISPR筛选技术,以确定哪种干扰素诱导的基因在抑制黄病毒感染方面发挥了重要作用。他赞扬了研究生和主要作者Blake Richardson以及共同作者Maikke Ohlson博士的工作,他是他实验室的高级研究科学家。“Blake对IFI6如何抑制黄病毒进行了所有的表型和机制研究,Ohlson博士进行了CRISPR筛选,使我们能够发现IFI6是黄病毒感染的有效抑制因子,”他说。“在CRISPR筛选中,我们使用人类肝细胞并敲除基因组中的每个基因 - 大约19,000个基因 - 一次一个。然后我们用干扰素刺激细胞,知道这种刺激通常会让细胞抵抗病毒感染。对于那些没有抵抗感染的细胞 - 因为他们因为CRISPR敲除而遗漏了一个基因 - 我们使用新一代测序来确定相关基因的身份,“他说。
  Schoggins博士解释说,CRISPR基因编辑技术使这项研究非常有效,揭示了IFI6突出的黄病毒抑制作用。“这项技术的亮点在于,所有这些CRISPR靶向细胞都汇集在一些大细胞培养皿中。细胞也进行了条形码编码,因此当您观察它们的反应时,您就知道每个细胞中缺少哪个基因添加干扰素,“他说。“这项技术非常酷,”他补充道。
  在细胞培养研究中,IFI6基因 - 显然通过其蛋白质产物(也称为IFI6)起作用 - 抑制黄热病,黄热病是一种已知感染肝脏的黄病毒。他说,具有有效IFI6基因的细胞也能抑制登革热,寨卡病毒和西尼罗河病毒。研究人员通过在肾脏和皮肤细胞系以及神经元中重复实验证实了肝细胞的这些结果。未来的工作将需要深入研究IFI6蛋白的分子机制,希望这些知识可以为开发针对黄病毒感染的疗法奠定基础。他说,今年夏天在美国报道了零星的西尼罗河病例,并补充道,“寨卡已经衰退,但我认为人们仍然记得很清楚;登革热是热带气候中持续存在的问题,目前还有黄色爆发巴西发烧病毒。“
  在早期的研究中,Schoggins博士和其他研究人员也使用了其他技术去鉴定黄病毒抗性蛋白,但结果并不是很理想。直到CRISPR技术和IFI6基因的完美结合,才真正地达到了他们预想的目标。
关键字:IFI6基因,CRISPR
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