2020年10月7日,近年来备受关注的CRISPR/Cas9基因编辑技术斩获诺贝尔化学奖,在这一领域做出杰出贡献的法国女科学家埃曼纽尔·卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)和美国女科学家詹妮弗·杜德纳(Jennifer A. Doudna)获此殊荣[1]。
图1 2020年诺贝尔化学奖“花落”两位女性科学家[1]
CRISPR/Cas9基因编辑技术,又称“基因剪刀”,是生物医学史上第一种可高效、精确、程序化修改细胞基因组(包括人类基因组)的工具。利用这项技术,科研人员可以极其精准地改变动物、植物和微生物DNA。“这项基因工具蕴含强大的力量,影响着我们所有人。它不仅彻底改变了基础科学,而且推动创新作物的诞生,未来还将会为突破性新医学疗法指明方向。”诺贝尔化学委员会主席Claes Gustafsson 如此评价。
一项研究发现,有些小分子化合物可调节CRISPR介导的HDR效率,如L755507可增强HDR;有些还能够抑制HDR,同时增强NHEJ介导的移码插入和删除[2]。
图2 科学家们通过高通量小分子化合物筛选,鉴定出几种小分子化合物能够提高CRISPR/Cas9系统的基因组编辑效率[2]
百灵威提供如下小分子化合物,助力CRISPR/Cas9研究。
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核苷逆转录酶抑制剂 (NRTI),可用于 HIV 感染研究。已被证明还可增强 CRISPR/Cas9 调节的同源定向修复 (HDR) 效率
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有效、强选择性β3-AR激动剂
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RAD51 激活剂,同时可增强CRISPR/Cas9的敲入效率
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CRISPR/Cas9的增强子,可提高Cas9介导的同源性定向修复(HDR) 效率,还能诱导细胞凋亡 (apoptosis) 并具有抗癌活性
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选择性雌激素受体调节剂(SERM),可用于调控Cas9功能,降低CRISPR介导的基因编辑脱靶效应
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抑制Bcr-Abl,增强CRISPR/Cas9活性
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NHEJ(非同源性末端接合)抑制剂,可使CRISPR编辑效率增强4-5倍
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在cas9介导的DNA裂解后,降低 NHEJ(非同源性末端接合)频率,同时增加HDR(同源介导的双链 DNA 修复)发生率
参考文献
- The Nobel Prize in Chemistry 2020. Retrieved October 7, 2020, form.
- Yu C, Liu Y, Ma T, et al. Small molecules enhance CRISPR genome editing in pluripotent stem cells. Cell Stem Cell, 2015, 16(2):142-147.