基因组编辑和瘤发生的局部光遗传控制in vivo使用无线可植入光电子设备

科学领域:

• 分子生物学分子生物学
• 视觉遗传学 视觉遗传学
• 基因编辑 基因编辑

背景情况:

• 精确的空间控制特定位置的DNA重组 (SSR) 在体内是至关重要的,但具有挑战性的当前技术.
• 现有的平台缺乏针对性基因操纵所需的可调性.

研究的目的:

• 开发一种新的光遗传方法,用于高度局部化和可调节的SSR in vivo.
• 通过光感应系统克服DNA重组的空间调节方面的局限性.

主要方法:

• 设计了一种光调节的重组酶,E-LightR-Cre,由蓝光激活,在黑暗中不活跃.
• 开发了无线,可植入的光电子设备,用于小鼠肺部的焦点照明.
• 调节照明强度和持续时间,以控制激活区域的大小.

主要成果:

• E-LightR-Cre表现出强大的,依赖于光的活动,没有可检测到的暗活动.
• 植入式设备使焦点照明能够在没有器官损伤的情况下实现,允许控制的E-LightR-Cre激活.
• 当地瘤性Kras-G12D表达在体外诱导了快速的细胞重编程.
• 在小鼠肺部的光导激活导致了焦点记者基因表达,并在体内诱导了局部瘤性病变.

结论:

• 开发的光遗传系统可以在体内对SSR提供精确的空间和时间控制.
• 这个平台可以在特定的组织中针对性地诱导基因修饰和疾病建模.
• 这项技术有可能用于先进的基因疗法和需要局部基因操纵的研究应用.