CRISPR-Cas9CRISPR靶向脂肪細胞新技術(shù)代表研究脂肪方面邁出重要一步

發(fā)布時間：

2021-12-20

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脂肪對生命至關(guān)重要，但過多會導(dǎo)致一系列健康問題。研究脂肪或脂肪組織在體內(nèi)的功能對理解肥胖和其他問題至關(guān)重要，但脂肪細胞的結(jié)構(gòu)差異及其在全身的分布使這一研究具有挑戰(zhàn)性

　　脂肪對生命至關(guān)重要，但過多會導(dǎo)致一系列健康問題。研究脂肪或脂肪組織在體內(nèi)的功能對理解肥胖和其他問題至關(guān)重要，但脂肪細胞的結(jié)構(gòu)差異及其在全身的分布使這一研究具有挑戰(zhàn)性。
　　“脂肪細胞不同于其他細胞，它們?nèi)狈Κ毺氐募毎砻媸荏w，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(xué)部門Ormand MacDougald博士實驗室的前成員。
　　在一篇發(fā)表在《生物化學(xué)雜志》(Journal of Biological Chemistry)上的新論文中，羅曼內(nèi)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(xué)研究的工具，但它在脂肪組織研究中的應(yīng)用一直難以捉摸。
　　羅曼內(nèi)利說:“迄今為止，在脂肪研究方面最大的挑戰(zhàn)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(zhuǎn)基因小鼠（在動物實驗時經(jīng)常會碰到的）。”
　　發(fā)展小鼠模型的傳統(tǒng)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(shù)萬美元。
　　CRISPR-Cas9已經(jīng)徹底改變了這一過程。這是一種基因編輯技術(shù)，由一種叫做Cas9的酶組成，它可以打破DNA鏈和一段RNA，引導(dǎo)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(jīng)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(shù)，研究小組成功地瞄準(zhǔn)了棕色脂肪，這是一種專門用來產(chǎn)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(nèi)培育出一只轉(zhuǎn)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(xué)技術(shù)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(guān)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(chǎn)生熱量的UCP1基因。他們觀察到，被敲除的小鼠能夠適應(yīng)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(wěn)態(tài)的其他途徑。
　　羅曼內(nèi)利說，這些早期結(jié)果是探索性的，但這項技術(shù)代表著在研究脂肪方面邁出了重要的一步。