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远红光调控Cre-loxP基因编辑重组酶系统的设计、构建及其功能研究
结题报告
批准号:
31971346
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
叶海峰
依托单位:
学科分类:
合成生物学与生物改造技术
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
叶海峰
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中文摘要
近年来,Cre/loxP重组酶系统作为位点特异性基因重组系统在功能基因研究领域占据了重要地位,但是该技术的不可控性也限制了其进一步的发展。因此,亟需开发更为精准可控的条件性基因重组系统。本项目利用合成生物学方法和光遗传学技术,开发设计远红光调控split-Cre重组酶系统,通过远红光调控split-Cre重组酶的表达,对靶基因实现安全无痕、高度时空特异性的基因编辑。首先,在我们前期远红光调控转基因表达系统基础上,结合Cre重组酶的结构特征,设计构建优化一套远红光调控split-Cre基因编辑重组酶系统,并对该系统进行多方位的基因表达动力学特征研究;其次,将该系统上载到腺相关病毒载体上,并递送到转基因报告小鼠模型中,实现小鼠体内用远红光对靶基因的精确编辑,在体内实现光控基因表达,为后续基因治疗奠定基础。通过该研究,可以为后续功能基因、命运图谱的研究、基因治疗以及动物模型的构建等提供新方法。
英文摘要
In recent years, the Cre/loxP recombinase system, as a site-specific gene recombination system, has occupied an important position in the field of functional gene research, but the uncontrollability of this technology has also restricted its further development. Therefore, there is an urgent need to develop a more precise and controllable conditional genetic recombination system. In this project, we mainly utilize synthetic biology approaches and optogenetics techniques to develop a far-red light-regulated split-Cre recombinase system, which can be used to regulate the expression of the split-Cre recombinase by far-red light to achieve safe, traceless, and highly spatial temporal specific of gene editing. Firstly, based on our far red light-regulated transgene expression system published earlier, combined with the structural characteristics of Cre recombinase, we designed and optimized a far-red light regulated split-Cre gene editing recombinase system, and will study the multi-directional gene expression kinetics of the system. Secondly, the system was uploaded onto an adeno-associated virus vector and delivered to a transgenic reporter mouse model to achieve precise editing of the target gene with far-red light in mice, and to achieve light-controlled gene expression in vivo. This system will lay the foundation for the subsequent gene therapy. In summary, this research can provide new methods for gene function research, the study of fate maps, gene therapy and the construction of animal models in the near future.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A non-invasive far-red light-induced split-Cre recombinase system for controllable genome engineering in mice
用于小鼠可控基因组工程的非侵入性远红光诱导分裂 Cre 重组酶系统
DOI:10.1038/s41467-020-17530-9
发表时间:2020-07-24
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Wu, Jiali;Wang, Meiyan;Ye, Haifeng
通讯作者:Ye, Haifeng
Genetic-code-expanded cell-based therapy for treating diabetes in mice
用于治疗小鼠糖尿病的遗传密码扩展细胞疗法
DOI:10.1038/s41589-021-00899-z
发表时间:2021-11-15
期刊:NATURE CHEMICAL BIOLOGY
影响因子:14.8
作者:Chen, Chao;Yu, Guiling;Liu, Tao
通讯作者:Liu, Tao
DOI:10.1073/pnas.2106612118
发表时间:2021-08-24
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
影响因子:11.1
作者:Yang L;Yin J;Wu J;Qiao L;Zhao EM;Cai F;Ye H
通讯作者:Ye H
DOI:10.1016/j.ymthe.2021.09.004
发表时间:2021-09
期刊:Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy
影响因子:--
作者:Gui-Na Yu;Mingliang Zhang;Ling Gao;Yang Zhou;Longliang Qiao;Jianli Yin;Yiwen Wang;Jian Zhou;Haifeng Ye
通讯作者:Gui-Na Yu;Mingliang Zhang;Ling Gao;Yang Zhou;Longliang Qiao;Jianli Yin;Yiwen Wang;Jian Zhou;Haifeng Ye
DOI:10.1038/s41467-022-33891-9
发表时间:2022-10-26
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:
通讯作者:
合成生物学驱动的生物电子药物设计开发与应用研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    叶海峰
  • 依托单位:
基于人工定制细胞的智能电子药物及其用于代谢稳态控制的研究
  • 批准号:
    32250010
  • 项目类别:
    专项项目 国家自然科学基金外国青年学者研究基金
  • 资助金额:
    300.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    叶海峰
  • 依托单位:
一种红光调控的钙离子信号控制器与肿瘤免疫治疗
  • 批准号:
    32261160373
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    100.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    叶海峰
  • 依托单位:
设计、构建白藜芦醇调控的基因开关系统及其在肿瘤治疗中的应用研究
  • 批准号:
    31670869
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    叶海峰
  • 依托单位:
原儿茶酸基因网络调控系统的设计、构建及其用于肥胖治疗的研究
  • 批准号:
    31470834
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    叶海峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金