《CRISPR/Cas9介導的染色體轉位與劑量補償效應研究》是依託中國科學技術大學，由馮雪竹擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：CRISPR/Cas9介導的染色體轉位與劑量補償效應研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮雪竹
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
劑量補償效應指的是在XY性別決定機制的生物中，使性連鎖基因在兩種性別中有相等或近乎相等的有效劑量的遺傳效應，從而在雌性和雄性細胞里，由X染色體基因編碼產生的蛋白質產物在數量上相等或近乎相等。X染色體上存在一些性別決定的序列元件，招募蛋白質因子和非編碼RNA，來誘導異染色質形成和調節轉錄活性。劑量補償效應的去調節往往會造成發育缺陷與疾病。我們希望在模式生物秀麗線蟲里運用雙sgRNA介導的CRISPR/Cas9技術誘導染色體易位，來研究染色體穩定性維持的機制以及性別代償效應的機制。通過系統性地交換常染色體與性染色體片斷，同時使用實時定量PCR檢測常染色體與性染色體的基因表達水平，使用染色質免疫沉澱技術檢測劑量補償複合物在X染色體上的結合水平，來研究染色體微環境的改變對X染色體上基因表達的調控。這一研究有助於我們深入了解染色體微環境對基因表達的調控機制，也為人類染色體疾病研究帶來新思路。
結題摘要
劑量補償效應指的是在XY性別決定機制的生物中，使性連鎖基因在兩種性別中有相等或近乎相等的有效劑量的遺傳效應，從而在雌性和雄性細胞里，由X染色體基因編碼產生的蛋白質產物在數量上相等或近乎相等。劑量補償效應的去調節往往會造成發育缺陷與疾病。在項目和其他項目的共同支持下，我們發現了調控piRNA轉錄的上游序列轉錄複合物; 發現了反義核糖體小干擾RNA及其產生通路; 發現了細胞質RNA干擾通路與獲得性遺傳的關係，並發展了線蟲中的基因編輯技術。在G&D, PNAS, NSMB, Cell Reports等雜誌上發表研究論文5篇，撰寫綜述4篇。 （1）我們通過功能基因組學的方法，結合免疫共沉澱加上質譜學的方法尋找piRNA產生相關因子；然後在秀麗線蟲中進行功能驗證，發現了一個上游序列轉錄複合物(Upstream Sequence Transcription Complex (USTC))介導了piRNA轉錄單元的起始。 (Genes & Development, 2019) （2）發現了一類受環境刺激調控的針對rRNA的siRNA(risiRNA)； risiRNA可以通過細胞核RNA干擾通路調控rRNA表達。這類risiRNA線上蟲正常生理生活狀態下表達被抑制，當遇到環境刺激或者某些關鍵基因突變時，這類risiRNA會富集，反過來通過Nrde通路抑制pre-rRNA的表達。(PNAS，2018；Nature Structural & Molecular Biology，2017) （3）我們發現細胞質RNAi機器也參與RNA干擾的多代遺傳，其中細胞質的Argonaute蛋白WAGO-4起了至關重要的作用。(Cell Reports, 2018) （4）運用雙sgRNA介導的CRISPR/Cas9技術誘導不同染色體之間的易位以及同一染色體內部的倒置。這些易位或倒置後得到的染色體可以被第二輪CRISPR/Cas9技術介導基因編輯，產生平衡子，從而為編輯關鍵基因和保存致死突變體提供了新的手段。(G3,2018) 以上這些研究成果進一步闡明了染色體微環境對基因表達的調控機制，也為人類染色體疾病的研究帶來新的思路。
