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世界首批生物节律紊乱体细胞克隆猴模型

2019-01-24 来源:科技日报 作者:

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  中国科学院神经科学研究所的生物节律与衰老疾病研究组和非人灵长类研究平台经过两年努力,利用CRISPR/Cas9技术,成功构建了世界首例核心节律基因BMAL1敲除食蟹猴模型,发现了敲除猴模型存在昼夜节律紊乱,表现出类似精神分裂症的症状,并构建了世界首批生物节律紊乱体细胞克隆猴模型。我国顶级综合英文期刊《国家科学评论》1月24日凌晨在线发表了两篇该重大成果的研究论文。

  生物节律是生物体内多种生理学和生物化学过程波动的基础,它在维持机体内在的生理功能(如睡眠/觉醒系统、体温、代谢和器官功能等)及适应环境的变化方面扮演着重要角色。生物节律紊乱与睡眠障碍、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)、精神类疾病、糖尿病、肿瘤、以及心血管等疾病密切相关。

  中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心研究团队经过两年多的努力,首次利用CRISPR/Cas9方法,敲除了体外受精猴胚胎中的生物节律核心基因BMAL1,产生了一批BMAL1基因缺失的猕猴。并利用克隆技术,首次成功构建了一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。这些猕猴具有昼夜活动紊乱、睡眠障碍、焦虑和精神分裂症等表型,血液分析也表明其与炎症、睡眠障碍、抑郁等相关的基因表达水平显著上调,这为模拟人的节律紊乱相关疾病迈出了关键的一步。

  这项研究成果,填补了生物节律紊乱研究高等动物模型的空白,突破了利用活体猕猴体细胞克隆的难题。非人灵长类生物节律紊乱模型为我国新药创制与研发“神助攻”,将应用于神经退行及精神等疾病的药物、物理干预研究。

  该成果得到了中国科学院战略性先导科技专项(B类)“脑认知与类脑前沿研究”和上海市市级科技重大专项“全脑神经联接图谱与克隆猴模型计划”的大力支持。

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  【新的基因组编辑系统,张锋开发出第三个可用于人类基因组编辑的系统】CRISPR-Cas9基因编辑技术自发明以来,在生物界和医学界引起了一系列重大变革。之前备受争论的婴儿编辑事件核心技术正是CRISPR-Cas9系统,此外,能用于人类基因组编辑的还有CRISPR-Cas12a系统。但科学家一直致力于不断地改进、补充,甚至寻找新的基因编辑系统。本周美国博德研究所张锋研究员在《自然-通讯》上发表的论文报告了第三个可用于人类基因组的编辑系统—CRISPR-Cas12b系统。

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