J Cell Biol | 孟安明团队开发斑马鱼时空特异性基因编辑系

基因编辑技术的 迅速发展 为 解析复杂发育过程中的基因功能 提供了 重要工具 。然而， 相关技术 在 斑马鱼中的应用仍存在一些局限性 ： 例如 CRISPR/Cas9 介导的全胚基因敲除 往往 导致胚胎 早期 死亡，而 Cre/ loxP 条件性敲除系统则受限于 loxP 序列的 种系敲入 效率 率及位点 的 限制 等因素的影响 。上述 问题在一定程度上阻碍了针对 斑马鱼时空特异性发育调节机制的 深入研究 。

近日 日 ，清华大学生命科学学院孟安明课题组在Journal of Cell Biology发表题为 “ 通过 4-OHT 诱导型 Cas9 在整胚中实现 时期及 组织特异性基因编辑 ”

Stage- and tissue-specific gene editing using 4-OHT

inducible Cas9 in whole organism

研究 团队基于 4- 羟基他莫昔芬 （ 4-hydroxytamoxifen ， 4-OHT ） 与 突变 型 雌激素受体（ estrogen receptor, ER ）构建了 4-OHT 诱导型 Cas 9 蛋白 n Cas9 ER T2 ， 并 在 HEK293T 细胞系 中验证 其在 4 -OHT 处理 后可诱导 n Cas9 ER T2 蛋白 入核 进行 基因编辑。随后，研究人员构建了 生殖细胞 系 特异 表达 诱导型 Cas 9 蛋白 转基因 斑马鱼 品系 Tg (piwil1: n Cas9 ERT2 -n3U) 和 泛 表达 g RNA 转基因 斑马鱼 品系 Tg (U6:gRNA s , cryaa:CFP) 。实验结果表明， 该诱导型 n Cas9 ER T2 蛋白在斑马鱼胚 胎 原始生殖细胞（ PGCs ） 及雌鱼卵母细胞中均 成功响应 4-OHT 诱导， 实现时期及组织特异性基因编辑。 与 传统的 组织特异性基因 编辑 系统相比 ， 该系统 通过控制基因编辑 的 时间，有效避免 了 早期 胚胎 体细胞 脱靶 编辑 ， 凸显该技术在胚胎早期 P GC s 研究中的重要价值 。 利用该系统， 研究人员 进一步 探究了 tbx 16 基因在 PGC 迁移过程中的功能，发现 P GC 特异敲除 tbx 16 基因会影响 P GC 迁移， 为 理解 tbx16 在斑马鱼胚胎发育中的功能 提供了新的实验证据 ， 并 拓展了对 其 参与斑马鱼 P GC 发育过程 调控 的认知。

该时空特异性基因编辑系统及转基因斑马鱼品系模式图

清华大学生命科学学院 吴小童 副研究员 及孟安明院士 为本文通讯作者； 2024 届博士毕业生李雅琪 、 2025 届博士毕业生张渭莹、危子航为本文的共同第一作者 ；博士研究生李晗、图尔荪江·艾则孜、 博士后 刘鑫 与 郑涛 等 在 该研究 做出 重要贡献； 北京科技 大学 幸岑璨 副教授 参与 了 课题指导 。

论文链接：https://doi.org/10.1083/jcb.202412216

制版人：十一

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