2018-03-05 19:45:00
上海科技大學(xué)物質(zhì)學(xué)院教授季泉江課題組與中科院北京基因組所研究員韓大力課題組合作，首次在金黃色葡萄球菌中建立單堿基編輯技術(shù)。近日，相關(guān)成果以“Highly Efficient Base Editing in Staphylococcus aureus Using an Engineered CRISPR RNA-guided Cytidine Deaminase”為題，于英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)旗艦期刊《Chemical Science》上在線發(fā)表。
金黃色葡萄球菌是一種極具危害的人類(lèi)病原菌，能夠引起危及生命的重大感染，例如毒素休克綜合癥、壞死性肺炎、心內(nèi)膜炎等。近年來(lái)，耐藥性金黃色葡萄球菌，如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）和耐萬(wàn)古霉素金黃色葡萄球菌（VRSA）的大規(guī)模流行加劇了治療金黃色葡萄球菌感染的難度。因此，開(kāi)發(fā)針對(duì)耐藥性金黃色葡萄球菌感染的新型治療手段就顯得尤為迫切。
在此之前，季泉江課題組已成功開(kāi)發(fā)出金黃色葡萄球菌中基于CRISPR/Cas9的基因組編輯技術(shù)（JACS, 2017, 139, 3790）,簡(jiǎn)化了該細(xì)菌中的遺傳操作。此技術(shù)通過(guò)切斷基因組DNA，誘導(dǎo)細(xì)菌同源重組，可以實(shí)現(xiàn)快速高效的基因組編輯。然而，該技術(shù)需要依賴于細(xì)菌的高轉(zhuǎn)化效率，因此限制了此技術(shù)在一些轉(zhuǎn)化效率低下的臨床菌株，如MRSA菌株中的應(yīng)用。
為了解決這一難題，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)融合失活的Cas9蛋白（Cas9D10A）和胞嘧啶脫氨酶（APOBEC1）,實(shí)現(xiàn)了金黃色葡萄球菌（包括多種耐藥臨床菌株）中的高效單堿基編輯。通過(guò)在基因組中把相應(yīng)密碼子（CAA, CAG, CGA, TGG）編輯成終止密碼子（TAA, TAG, TGA, TAA），此技術(shù)能夠快速高效地實(shí)現(xiàn)基因失活，并在不使用修復(fù)模板和不犧牲轉(zhuǎn)化效率的情況下實(shí)現(xiàn)高效的堿基突變。該成果將加快金黃色葡萄球菌中新型致病機(jī)制和耐藥機(jī)制研究，推動(dòng)藥物靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)和新型治療手段開(kāi)發(fā)，同時(shí)也將為其它微生物中單堿基編輯技術(shù)開(kāi)發(fā)提供思路。
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