葛璟燕教授团队构建双靶向递送载体成功实现细胞选择性的线粒体基因编辑
作者:蒋林冶 来源: 发布日期:2023-11-03 浏览次数:439

线粒体作为细胞的能量工厂拥有其独立的遗传物质DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)。与细胞核的DNA一样,mtDNA的突变也会引起许多疾病,如心血管疾病、癌症、神经退行性疾病等。因此,亟需开发不影响细胞核中DNA且精准、有效的mtDNA改造工具,为线粒体相关疾病的研究和防治提供新技术。与制备繁琐复杂的基因编辑手段如锌指核酸酶(Zinc-finger nucleases,ZFNs)技术和类转录激活因子核酸酶(Transcription activator-like effector nucleases,TALENs)技术相比,CRISPR/Cas9系统相对简单,可快捷且高效地介导对目的DNA精准编辑,在推广应用方面具有极大优势。然而利用该系统对mtDNA进行编辑的研究却鲜见报道。主要原因是外源RNA难以高效进入有双层膜结构的线粒体内,而CRISPR/Cas9系统需要依靠sgRNA引导Cas9蛋白进行特异性切割,所以利用该系统进行mtDNA精准编辑存在一定难度。基于此,课题组开发了一种双靶向递送载体H-T-Protein@BSNP,利用生物可降解硅纳米粒子BSNP包裹Cas9蛋白和sgRNA结合形成的核糖核蛋白复合物(Ribonucleoprotein complexes,RNP),并在表面修饰线粒体靶向基团三苯基膦和肿瘤靶向基团透明质酸,成功实现了RNP的有效胞内递送及对肿瘤细胞mtCOX1和mtCOX2的精准编辑,可为后续线粒体相关疾病的研究和防治提供一种普适、简易、有效的新工具。

1699277261348061557.jpg

实验示意图

相关工作以“Cell-type-specific CRISPRization of mitochondrial DNA using bifunctional biodegradable silica nanoparticles”为题发表在《Chemical Communications》。葛璟燕教授团队青年教师蒋林冶是论文的第一作者,2020级硕士研究生周必重为本课题做出了贡献。研究得到了国家自然科学基金和浙江省自然科学基金项目的资助。

论文信息:Linye Jiang, Bizhong Zhou, Huijuan Qian, Hongfeng Wang, Yuxi Wang, Weijiao Fan, Guowan Zheng* and Jingyan Ge*. Cell-type-specific CRISPRization of mitochondrial DNA using bifunctional biodegradable silica nanoparticles. Chemical Communications, 2023, 59, 9251.

论文链接:https://doi.org/10.1039/D3CC01778H


XML 地图