CRISPR-Cas9CRISPR靶向脂肪細胞新技術代表研究脂肪方面邁出重要一步
發布時間：
2021-12-20
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脂肪對生命至關重要，但過多會導致一系列健康問題。研究脂肪或脂肪組織在體內的功能對理解肥胖和其他問題至關重要，但脂肪細胞的結構差異及其在全身的分布使這一研究具有挑戰性。
“脂肪細胞不同于其他細胞，它們缺乏獨特的細胞表面受體，只占脂肪組織中細胞的一小部分，”Steven Romanelli博士說，他是分子與綜合生理學部門Ormand MacDougald博士實驗室的前成員。
在一篇發表在《生物化學雜志》(Journal of Biological Chemistry)上的新論文中，羅曼內利、麥克杜格爾德和他們的同事描述了利用CRISPR-Cas9的一項突破。CRISPR-Cas9是一種改變了分子生物學研究的工具，但它在脂肪組織研究中的應用一直難以捉摸。
羅曼內利說:“迄今為止，在脂肪研究方面最大的挑戰是，如果你想研究基因的功能，你必須投入大量的時間、資源和金錢來培育轉基因小鼠（在動物實驗時經常會碰到的）。”
發展小鼠模型的傳統方法需要培育具有理想突變的老鼠，刪除或引入某些感興趣的基因，Romanelli說，這可能需要一年多的時間和數萬美元。
CRISPR-Cas9已經徹底改變了這一過程。這是一種基因編輯技術，由一種叫做Cas9的酶組成，它可以打破DNA鏈和一段RNA，引導Cas9酶到基因組中的特定位置進行編輯。這個工具被包裝成一種無害的病毒，然后傳送到被研究的細胞中。該工具已成功用于研究心臟、肝臟、神經元和皮膚細胞等，但從未用于研究被稱為棕色脂肪的特定類型的脂肪細胞。
利用這項技術，研究小組成功地瞄準了棕色脂肪，這是一種專門用來產生熱量并保護核心體溫的脂肪組織。
“我們所能做的就是將整個過程提取出來，在兩周到一個月的時間內培育出一只轉基因小鼠，將成本降低到不到2000美元。它不僅減少了時間和成本，還使研究大眾化，因此任何熟悉分子生物學技術的實驗室都可以采用這種方法并自己動手。”Romanelli說。
他們還能夠使用這種方法同時刪除多個基因，這一事實可以幫助研究人員更好地理解重要的分子途徑。
利用他們的腺相關病毒CRISPR-Cas9成分，他們能夠在成年小鼠中敲除定義棕色脂肪并使其產生熱量的UCP1基因。他們觀察到，被敲除的小鼠能夠適應基因的丟失，并在寒冷的條件下保持體溫，這暗示了參與溫度穩態的其他途徑。
羅曼內利說，這些早期結果是探索性的，但這項技術代表著在研究脂肪方面邁出了重要的一步。
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