分子水平的遺傳操作是研究惡性瘧原蟲病理學(xué)以及抗藥機(jī)制的重要工具。中科院上海巴斯德研究所江陸斌研究組利用CRISPR/dCas9系統(tǒng)，在惡性瘧原蟲中成功構(gòu)建了基于表觀遺傳修飾的新型基因編輯工具。

瘧原蟲是引起瘧疾的真核病原微生物，其中惡性瘧原蟲的感染致死率最高。當(dāng)前對瘧原蟲的研究急需發(fā)展一種高效簡便的基因編輯工具。

Cas9的兩個關(guān)鍵酶活位點(diǎn)被突變后的dCas9保留了結(jié)合DNA功能，但是失去了切割DNA的功能。將dCas9與一些表觀遺傳修飾因子相偶聯(lián)，可以高效地對特定基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)。

研究人員分別將dCas9與惡性瘧原蟲乙酰轉(zhuǎn)移酶（PfGCN5）和去乙酰化酶 （PfSir2a）融合表達(dá)。在特異性sgRNA的引導(dǎo)下，dCas9重組蛋白可以在靶基因的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（TSS）附近特異性調(diào)節(jié)染色質(zhì)組蛋白乙酰化修飾水平，從而控制該基因表達(dá)的沉默或激活。

運(yùn)用此新型CRISPR/dCas9技術(shù)，該團(tuán)隊分別對惡性瘧原蟲感染人體紅細(xì)胞的兩個關(guān)鍵基因PfRh4和PfEBA-175成功地進(jìn)行了表達(dá)調(diào)控，并誘導(dǎo)出相應(yīng)的感染表型的變化。

該研究成果為惡性瘧原蟲基因編輯提供了新的有效的遺傳操作工具，為惡性瘧原蟲功能基因組學(xué)研究提供了強(qiáng)大的遺傳操作系統(tǒng)。