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研究 CRISPR/Cas9 基因驱动产生可预防疾病的朊病毒基因等位基因
朊病毒病是一组致命的神经退行性疾病，包括影响鹿科动物且传染性极强的慢性消耗性疾病。鉴于慢性消耗性疾病在北美某些流行地区的患病率超过 30%，并且不能排除最终会传播给其他哺乳动物物种（可能包括人类），因此必须研究除通过狩猎和/或扑杀进行种群管理之外的新控制策略。朊病毒病依赖于 Prnp 基因编码的细胞朊病毒蛋白的翻译后转化为与疾病相关的构象；消除细胞朊病毒蛋白的表达（通常耐受性良好）可完全消除朊病毒病的易感性。受到笼养蚊子物种中基因驱动演示的启发，我们旨在测试基于 CRISPR/Cas9 的基因驱动机制是否原则上可以促进无效 Prnp 等位基因在哺乳动物种群中的传播。首先，我们表明，在 RK13 细胞中，Cas9 和 Prnp 定向向导 RNA 的瞬时共表达会在 Prnp 开放阅读框内产生插入/缺失，表明 Cas9 诱导的双链断裂已通过非同源末端连接进行修复。其次，我们通过 Cas9 诱导的切割后的同源定向修复将约 1.2 kb 的供体 DNA 序列整合到 N2a 细胞的 Prnp 开放阅读框中，并证实整合在大多数情况下都准确发生。第三，我们证明，将 Cas9/向导 RNA 核糖核蛋白复合物电穿孔到受精小鼠卵母细胞中，可产生具有各种 Prnp 开放阅读框中断的幼崽，并在这项研究中获得了新的 Prnp 基因缺失小鼠同源系。然而，在雄性生殖系中获得 Cas9 表达的技术挑战阻碍了在小鼠中实现完整的基因驱动机制。