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中科院广州生物院在热带爪蛙中首次建立了高效基因定点敲进技术

中科院广州生物医药与健康研究院陈永龙研究组与香港中文大学赵晖研究组合作,成功利用CRISPR/Cas9系统在热带爪蛙中建立了基因定点敲入方法,该研究成果“Heritable CRISPR/Cas9-mediated targeted integration in Xenopus tropicalis”于8月12日在线发表在美国实验生物学学会联合会杂志(FASEB.J)上。该研究获得科技部973、国家自然科学基金项目等经费的支持。


长期以来,作为理想的脊椎动物模型,热带爪蛙在胚胎学、发育生物学研究中发挥着重要作用。近年来,随着基因编辑技术不断改进,人们已经在多种模式生物中成功地进行了基因定点破坏和插入。同时,研究人员利用ZFN、TALEN、CRISPR/Cas9技术对爪蛙进行基因定点破坏,但一直无法进行基因定点敲入,极大限制了热带爪蛙在发育生物学与人类医学研究中的应用。


研究组石照应等利用CRISPR/Cas9技术结合胰腺特异性表达报告基因(ela:GFP),运用DNA双链断裂损伤修复机制,分别在热带爪蛙的3个基因(ets1,ets2,tyr)外显子和内含子设计gRNA位点,首次成功地获得了在这3个基因位点中定点敲入的热带爪蛙品系,插入元件可通过种系遗传到下一代,tyr插入位点F2代纯合子(tyrt/t)如期展现了白化表型。另外,研究组在G0代成功地用GFP示踪了n-tubulin的内源表达。

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该研究首次在热带爪蛙中实现了基因组特定位点的敲入,同时实现了多个基因位点的敲入。这是一种高效、简单、可广泛应用的方法,可以进行爪蛙谱系追踪,建立热带爪蛙的人类遗传疾病模型,将大大提升爪蛙对人类医学研究的贡献。


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