來自北京協和醫學院、北京生命科學研究所（NIBS）的研究人員借助于CRISPR/Cas9系統證實了，在非經典末端連接中連接酶I（LigaseI）和連接酶III（ligaseIII）介導了DNA雙鏈斷裂連接。這項研究發布在1月19日的《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。

論文的通訊作者是任職于北京協和醫學院和北京生命科學研究所的張昱（YuZhang）研究員。張博士的主要興趣是研究影響染色體轉位發生的新因子，及研究癌癥起始和發展中導致基因組不穩定的分子機制。

作為最重要的遺傳物質，DNA持續發生不同程度的損傷。DNA修復不僅對維持正常細胞中的基因組穩定極為重要，也廣泛地參與了癌變及進化。DNA雙鏈雙鏈斷裂（DSB）是危害最大卻普遍存在的DNA損傷形式，每個細胞每天大約經歷10-100次DSB。DSB直接破壞染色體的物理連續性，若無法及時修復，可能因整段染色體的丟失而造成細胞衰老、凋亡或癌變。

DSB主要通過兩種途徑進行修復：同源重組（HR）和非同源末端連接（NHEJ）。HR以完全相同的染色體作為模板執行精確的修復，但僅發生在DNA經歷或完成復制的S期和G2期。NHEJ可在整個細胞周期發生，因為修復不需要模板，只基于斷裂末端的結構而容易產生錯誤。哺乳動物細胞中的DSB主要通過NHEJ修復。

盡管在過去的20年里已對NHEJ信號通路的組成元件進行了廣泛地研究，有研究觀察到在各種情況下，缺失核心經典NHEJ因子如DNA連接酶IV(Lig4)的細胞中有著顯著的DSB末端連接活動，表明存在非經典末端連接(A-EJ)活動。

在哺乳動物中已知的DNA連接酶只有Lig1、Lig3和Lig4。在這篇PNAS文章中，研究人員利用CRISPR/Cas9系統構建出了小鼠CH12F3細胞系??在這些細胞中，除刪除Lig4以外，細胞核中Lig1或Lig3被完全刪除（這代表著細胞只包含一種DNA連接酶：Lig1或Lig3）。令人驚訝地是，研究人員發現包含Lig1和Lig3的復合物均可高效促進A-EJ介導的DSB修復，包括IgH位點的類別轉換重組（CSB），CRISPR/Cas9在DSBs之間介導的染色體缺失。但在Lig4/細胞中只刪除細胞核Lig3而不刪除Lig1會顯著減少染色體間轉位，表明Lig3在催化染色體轉位中發揮了獨特的作用。對染色體轉位連接處的微同源序列（microhomology）進行序列分析，揭示出了包含不同連接酶的復合物的特異性。這些數據表明在A-EJ中存在包含不同DNA連接酶的復合物。

CRISPR/Cas9系統是目前基因組編輯領域最受歡迎的新方法。CRISPR/Cas9來源于簡單的細菌免疫系統,經過人為改造后,可在真核細胞中實現高度靈活且特異的基因組編輯。相比傳統方法，CRISPR/Cas9提供具有許多的優勢：設計簡單、高效率和相對更低的成本花費。近兩年，CRISPR/Cas9系統被廣泛用于解決各種生物學基礎問題。

近期，荷蘭癌癥研究所遺傳學教授ReuvenAgami與和同事們應用CRISPR搜尋了整個基因組中的調控增強子元件，闡明了p53和Erα兩種蛋白的關鍵增強子序列。來自北京中醫藥大學、北京大學的研究人員報告稱，她們采用CRISPR/CAS9介導基因組編輯miRNA-155，成功抑制了小鼠巨噬細胞系RAW264.7細胞中的促炎性細胞因子生成。還有來自華東師范大學的研究人員報告稱，他們采用Cas9蛋白來刪除基因組大片段及敲入功能性基因盒（genecassette），完成了對嚙齒動物單細胞胚胎的基因組編輯。

本文來自：逍遙右腦記憶 /gaozhong/868748.html

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