利用CRISPR/Cas9技术实现快速、经济的大鼠条件基因敲除技术

        我所张连峰课教授题组，首次利用CRISPR/Cas9技术，建立大鼠条件基因敲除动物模型 (Ma，et　al.，Generating rats with conditional alleles using CRISPR/Cas9, Cell Research (2014) 24:122-125.)。规律成簇间隔短回文重复(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPRs)，这是一类广泛分布于细菌和古菌基因组中的重复结构，其能够与一系列相关蛋白(Cas)、前导序列一起，能为原核生物提供对抗噬菌体等外源基因的获得性免疫能力。经改造后的CRISPR/Cas9系统可以作为一种基因工程工具，用于大小鼠等高等哺乳动物的基因组编辑。论文利用CRISPR/Cas9系统, 在提供一个环形供体质粒的同时，可以实现高效率的靶基因Flox标记，用于大鼠的条件性基因敲除。论文中利用该技术实现了三个甲基化酶基因（Dnmt1, Dnmt3a, Dnmt3b）loxP位点标记, 效率高达30％，使得制备一个Flox标记大鼠的周期仅２~３个月，成为目前为止最经济、快速的大鼠条件基因敲除技术。　

　　美国科学家在2004年就预测，大鼠将“回归实验室”，并成为生理、行为、代谢、药物等方面研究的主要动物模型。由于大鼠ES细胞培养条件的限制，基于大鼠ES细胞的经典基因打靶技术一直没有成为常态化的技术。但是基因组编辑技术如锌指核酶（ZFNs）技术、转录激活样效应因子（TALENs）技术不需要通过ES细胞打靶环节，可以直接通过原核注射的方式实现目的基因的突变，极大的缩短了建立基因敲除动物模型的时间，拓宽了基因修饰的物种范围。相对于ZFNs和TALENs，近年发展的CRISPR/Cas9技术在操作的简便性、实验周期、效率等方面更有优势，本研究建立的大鼠条件基因敲除技术将成为医药研究领域大鼠研究的重要工具。