可调控CRISPR-Cas系统发展及用于核酸表观遗传修饰动态调控研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91853119
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0702.生物分子的化学生物学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Nucleic acids are important macromolecules in the continuity of life. Importantly, nucleic acids carry a variety of different chemical modifications, which have profound effects on their properties. Moreover, epigenetic modifications can significantly alter chromatin structure and nucleic acid accessibility. The epigenetic modifications of nucleic acids are thought to be highly dynamic and play important roles in dynamic regulation of gene expression. Therefore, further progress in the use of nucleic acid epigenetic modifications as targets to regulate gene expression requires the use of a dynamically controllable regulatory system. At present, the CRISPR/Cas systems represent a commonly used tool for gene manipulation. Because of their high efficiency and system diversity, they have been widely used for gene regulation at both DNA and RNA levels. However, the time and spatial specificity of CRISPR/Cas systems needs to be improved. In previous studies, most researchers have focused on the engineering of Cas proteins. The challenges include technical difficulties and limitations in real-time regulation. This project aims at the development of chemical regulatory CRISPR/Cas systems based on the engineering of gRNA. The efficient post-synthesis modification of gRNA will allow for the development of chemical regulatory CRISPR/Cas systems, which can meet the requirements for real-time and precise regulation of gene expression at multi-dimensional levels. Moreover, this project will use the controllable CRISPR/Cas system to study the function of m6A in life cycle of viruses.
核酸是重要的生物大分子,发生在核酸上的化学修饰存在深远影响,DNA和RNA上的表观遗传修饰就是重要的一类。核酸表观修饰在生命过程中动态变化、动态平衡,并以动态调控基因表达,因此以核酸表观修饰为靶标的基因调控,乃至于疾病相关性研究,需要动态可控的调控工具系统。目前,CRISPR/Cas系统是一类常用的基因操纵工具,其高效性和体系的多元性,对于DNA、RNA层面的基因调控靶标具有应用价值。但时空特异性和可控性问题需要提高,这也是此前研究者持续关注的问题。但以往研究集中在对Cas蛋白的改造,具有技术难度和实时调控上的局限性。本项目拟基于CRISPR/Cas系统的gRNA进行化学调控体系的开发,gRNA的易修饰易改造性,有利于发展多元化的调控体系,以满足基因层面、转录及转录后等多层面实时精确调控的需求。在此基础上,本项目将利用所发展的可控CRISPR/Cas系统,开展病毒相关m6A机制研究。

结项摘要

项目主要研究内容是建立核酸动态化学修饰调控的,可诱导基因编辑体系及相关应用研究,重点围绕建立可诱导CRISPR/Cas系统,通过“可控诱导激活”的策略,来减少普通CRISPR/Cas系统由于持续活性状态,而产生的对非靶标的非特异作用,即脱靶效应。按照计划任务书,构建了系列基于RNA修饰-去修饰化学调控的可诱导CRISPR系统,并有效用于细胞内的可诱导基因编辑过程。通过较为系统的探究,建立了有效的RNA小分子靶向调控体系,可望后续拓展至动物层面基因编辑调控研究和基于RNA化学靶向的生物医学应用。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The Manipulation of RNA-Guided Nucleic Acid Cleavage with Ninhydrin Chemistry
利用茚三酮化学操作 RNA 引导核酸切割
  • DOI:
    10.1002/advs.201903770
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Advanced Science
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Wang Shao-Ru;Huang Hai-Yan;Liu Jian;Wei Lai;Wu Ling-Yu;Xiong Wei;Yin Ping;Tian Tian;Zhou Xiang
  • 通讯作者:
    Zhou Xiang
Light-Driven Activation of RNA-Guided Nucleic Acid Cleavage
RNA 引导的核酸切割的光驱动激活
  • DOI:
    10.1021/acschembio.0c00105
  • 发表时间:
    2020-06-19
  • 期刊:
    ACS CHEMICAL BIOLOGY
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang, Shaoru;Wei, Lai;Zhou, Xiang
  • 通讯作者:
    Zhou, Xiang
Conditional control of RNA-guided nucleic acid cleavage and gene editing
RNA引导的核酸切割和基因编辑的条件控制
  • DOI:
    10.1038/s41467-019-13765-3
  • 发表时间:
    2020-01-03
  • 期刊:
    NATURE COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Wang, Shao-Ru;Wu, Ling-Yu;Zhou, Xiang
  • 通讯作者:
    Zhou, Xiang
Biochemical Insights into the Role of Guanosine Oxidation on RNA G-Quadruplex
鸟苷氧化对 RNA G-四链体作用的生化见解
  • DOI:
    10.31635/ccschem.020.202000173
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    CCS CHEMISTRY
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Huang, Hai-Yan;Wang, Shao-Ru;Zhou, Xiang
  • 通讯作者:
    Zhou, Xiang

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  • 通讯作者:
    周翔

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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