CRISPR全基因组筛选来鉴定有助于细胞抵抗黄病毒感染的基因

UT西南研究人员今天报告首次使用CRISPR全基因组筛选来鉴定有助于细胞抵抗黄病毒感染的基因。那种令人讨厌的病原体包括西尼罗河病毒，登革热，寨卡病毒和黄热病。

在《自然微生物学》上发表的一项研究中，由微生物学助理教授John Schoggins博士领导的研究小组使用尖端的CRISPR技术将IFI6基因鉴定为针对黄病毒的有效抗病毒基因。然后，研究人员使用传统的细胞培养研究来证实该基因在防止Zika，西尼罗河，登革热和黄热病病毒感染中的作用。

“其他研究使用了CRISPR基因筛选来鉴定黄病毒感染所需的细胞基因。我们的研究是第一个使用这项技术来鉴定抑制感染的细胞基因的研究，”南希·该隐(Nancy Cain)和杰弗里·马库斯(Jeffrey A. Marcus)医学研究学者Schoggins博士说，以纪念比尔·S·沃威尔博士和克莱顿基金会研究者。

“在哺乳动物中，细胞可通过干扰素自然防御病毒感染，这种分子可引发警告系统，表明已检测到病毒，并且细胞需要参与其病毒防御系统。细胞通过激活数百种干扰素刺激的基因来做到这一点。”“黄病毒引起严重的人类疾病，干扰素参与人体对这些病毒的先天免疫反应。”

Schoggins博士说，研究小组使用了最近开发的全基因组CRISPR筛选技术，以鉴定哪些干扰素诱导的基因在抑制黄病毒感染中起主要作用。他赞扬了研究生和第一作者布莱克·理查森(Blake Richardson)以及他实验室的资深研究科学家Maikke Ohlson博士的合著。他说：“布雷克完成了关于IFI6如何抑制黄病毒的所有表型和机制研究，而奥尔森博士进行了CRISPR筛选，从而使我们发现了IFI6是黄病毒感染的有效抑制剂。”

“在CRISPR筛选中，我们使用了人类肝细胞，并且一次剔除了基因组中的每个基因-大约19,000个基因。然后我们用干扰素刺激细胞，知道这种刺激通常会使细胞抵抗病毒感染。对于那些不能抵抗感染的细胞-因为它们由于CRISPR基因敲除而丢失了一个基因-我们使用了下一代测序技术来找出相关基因的身份。

Schoggins博士解释说，CRISPR基因编辑技术使这项研究非常有效，揭示了IFI6的突出的黄病毒抑制作用。

“这项技术的卓越之处在于，所有这些针对CRISPR的细胞都汇集在少数几个大细胞培养皿中。这些细胞也带有条形码，因此当您观察它们对添加干扰素的反应时，您可以知道每个细胞中缺少哪个基因。”

他补充说：“这项技术非常酷。”

在细胞培养研究中，IFI6基因(显然是通过其蛋白质产物，也称为IFI6)起作用，可抑制黄热病，黄热病是一种已知感染肝脏的黄病毒。他说，具有有效IFI6基因的细胞也能抑制登革热，寨卡病毒和西尼罗河病毒。研究人员通过在肾脏和皮肤细胞系以及神经元中重复该实验，在肝细胞中证实了这些结果。

未来的工作将需要深入研究IFI6蛋白的分子机制，希望这一知识可以为开发针对黄病毒感染的疗法提供基础。

他说，今年夏天在美国报道了零星的西尼罗河病例，并补充说：“寨卡病毒已经消退了，但我认为人们仍然记忆犹新。登革热是热带气候中一个持续存在的问题，目前巴西爆发了黄热病病毒。”

在较早的研究中，Schoggins博士和其他研究人员使用非CRISPR筛选技术鉴定了其他可能的黄病毒抗性蛋白，但CRISPR技术使得他说，IFI6似乎扮演了更重要的角色。

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