黄行许课题组在《细胞研究》Cell Research上发表研究论文

发布者:SLST发布时间:2015-07-08浏览次数:1740

人类基因组计划于2005年完成,通过测序得到了约30亿个碱基对的核苷酸序列,然而人类基因的数量(约2万个编码蛋白的DNA片段)远低于预期,甚至低于较低等的生物,构成基因的DNA仅占全基因组的1.5%,我们无法简单的通过基因数目来解释人类作为高等智慧生物的原因。随着后基因组时代(ENCODE计划)的发展,人们逐渐认识到生物的复杂性不仅体现在基因的数目上,还体现在转录调控和翻译修饰等多个层面上,染色体上的非基因编码区并非“垃圾”区域,它们虽不直接编码蛋白质,却以多种方式参与到基因的转录调控中。然而对于非编码区究竟存在哪些DNA顺式作用元件(cis-acting elements),以及它们是如何与蛋白质或RNA等反式作用因子(trans-acting factors)交互作用等问题,需要更简便易行的方法和更深入的研究。

上海科技大学生命科学与技术学院的黄行许课题组与南京大学模式动物研究所的刘江怀课题组合作探索了解决上述难题的新方法,利用核酸酶活性缺失的Cas9蛋白(dCas9),结合sgRNA实现特异性的定靶,能够快捷的在人源细胞中靶向结合顺式作用元件,从而排除反式作用因子的作用,揭示其生物学功能。

该研究使用人源tet-on MAVS转基因293T细胞系,在DOX诱导下高表达MAVS模拟病毒侵染,激活NF-kB、IRF3/7和cJun/ATF2,这些转录因子可以共激活IFNB1的表达从而启动细胞的抗病毒功能,是一条机制清晰的经典的信号通路。研究人员利用dCas9/sgRNA靶向结合上述转录因子在IFNB1启动子区的顺式作用元件,竞争性地阻止了转录因子对其的结合,达到阻断信号通路的目的,首次证明了CRISPR/Cas9技术可用于内源顺式作用元件的功能注释。这项研究成果为功能基因组学研究提供了新工具,同时也展示了CRISPR/Cas9技术的又一应用方向。

上述研究成果于2015年6月5日以“Functional annotation ofcis-regulatory elements in human cells by dCas9/sgRNA”为题在线发表在国际学术期刊《细胞研究》Cell Research上。博士研究生杜忆南和孟庆洲为本文的共同第一作者,黄行许副教授和刘江怀教授为本文的共同通讯作者。该研究工作得到了科技部973项目、国家自然科学基金委员会的支持。

针对已知或未知的顺式作用元件,使用dCas9/sgRNA靶向结合,竞争性的排除反式作用因子的作用,达成功能注释的目的。


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