一个敏感的红/远红光开关用于可控制的基因疗法在代谢疾病的小鼠模型
Longliang Qiao1,2, Lingxue Niu1, Meiyan Wang1,3
1Shanghai Frontiers Science Center of Genome Editing and Cell Therapy, Biomedical Synthetic Biology Research Center, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences and School of Life Sciences, East China Normal University, Dongchuan Road 500, Shanghai, 200241, China.
Nature communications
|November 28, 2024
概括
研究人员开发了一种新的红光光遗传系统 (REDLIP),用于在没有外部染色体的情况下精确控制基因. 该系统使哺乳动物的快速,可逆的基因调节成为可能,进步基因疗法和生物医学研究.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 视觉遗传学 视觉遗传学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 光遗传系统对于精确的基因表达控制在基因和细胞疗法中至关重要.
- 现有的系统往往需要外源色谱,缺乏快速动态调节.
研究的目的:
- 开发一种新的红色/远红色光感应光开关系统 (REDLIP),用于高效的,无染色体的动态基因调节.
- 建立一个以REDLIP为媒介的CRISPR-dCas9 (REDLIPcas) 系统,用于内源基因的光遗传激活.
- 评估REDLIP系统在治疗代谢性疾病中的治疗潜力.
主要方法:
- 使用仿真光传感蛋白 (FnBphP或PnBphP) 和LDB3.3的REDLIP系统的开发.
- 整合REDLIP与CRISPR-dCas9进行向基因激活.
- REDLIP系统的腺相关病毒 (AAV) 包装用于体内输送.
- 在1型糖尿病和肥胖小鼠模型中进行测试,以控制胰岛素和TSLP表达.
主要成果:
- 在哺乳动物中,REDLIP系统使得有效的,动态的基因表达调节能够在几秒钟的时间范围内进行,而无需外部染色体.
- REDLIPcas系统成功地激活了哺乳动物细胞和小鼠中的内源性基因.
- 通过AAV输送的REDLIP控制胰岛素表达,降低糖尿病小鼠的血糖,以及TSLP降低肥胖小鼠的体重.
结论:
- REDLIP是一种紧,敏感和多功能的光遗传工具,用于可逆性,非侵入性地控制基因表达.
- 该系统的AAV兼容性和在代谢性疾病模型中证明的治疗疗效凸显了其用于基因治疗和研究的潜力.
相关概念视频
02:11Reporter Genes
11.2K
Reporter genes are a type of protein-coding gene that are often tagged to a gene of interest. Once inside a target cell, reporter genes usually produce visually identifiable characteristics like fluorescence and luminescence when expressed along with the gene of interest. Thus, reporter genes “report” the presence or absence of genes of interest in an organism, determine the gene expression pattern, or track the physical location of a DNA segment or protein in the cell.
11.2K
01:16In-vitro Mutagenesis
13.8K
To learn more about the function of a gene, researchers can observe what happens when the gene is inactivated or “knocked out,” by creating genetically engineered knockout animals. Knockout mice have been particularly useful as models for human diseases such as cancer, Parkinson’s disease, and diabetes.
13.8K