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小分子化合物可提高CRISPR/Cas9基因编辑效率

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。

431574
30516-87-1
Zidovudine, 98%
Description:
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
1388414
159182-43-1
L755507, 98%
Description:
有效、强选择性β3-AR激动剂
1561729
312756-74-4
RS-1, 98%
Description:
RAD51 激活剂,同时可增强CRISPR/Cas9的敲入效率
C3577
14892-97-8
SCR7 Pyrazine
Description:
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
242335
68047-06-3
4-Hydroxytamoxifen
Description:
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
280791
31430-18-9
Nocodazole, 98%
Description:
抑制Bcr-Abl,增强CRISPR/Cas9活性
1888727
1533426-72-0
SCR7, 99%
Description:
NHEJ(非同源性末端接合)抑制剂,可使CRISPR编辑效率增强4-5倍
920259
503468-95-9
KU-57788, 98%
Description:
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
  1. The Nobel Prize in Chemistry 2020. Retrieved October 7, 2020, form.
  2. 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.