细胞过程

CRISPR 在细胞过程研究中的应用

细胞过程由紧密协同的调控网络所主导(Mathiassen et al., 2017)
(A)巨自噬通路,从营养感知(mTOR/AMPK)出发,经自噬体形成最终到溶酶体降解;(B)由 CDK-Cyclin 与 Rb/E2F 轴驱动的细胞周期进程
细胞过程——包括细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡、自噬、细胞分化、细胞迁移与细胞稳态——构成了所有生物活动的基石,贯穿胚胎发育、组织维持、免疫应答直至疾病发生发展的全过程。
这些基础过程的调控失衡与众多人类疾病密切相关,包括肿瘤、神经退行性疾病、发育异常以及免疫功能紊乱。因此,阐明特定基因如何控制细胞行为,既是基础生物学的核心命题,也是治疗手段开发的关键前提。
传统研究手段往往只能揭示遗传扰动与细胞表型之间的相关性,难以建立明确的因果联系。而基于 CRISPR 的基因组编辑技术,使研究者能够精准操控目标基因,系统性地拆解调控细胞过程的分子机器。
CRISPR 技术正在从以下方面变革细胞过程研究:
艾迪基因为细胞过程研究提供整合式 CRISPR 解决方案,覆盖从基因组工程设计、细胞模型构建到功能验证的完整项目链条。
细胞周期是由细胞周期蛋白(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)、检验点机制与抑癌因子共同精密调控的协同过程。细胞周期调控异常会导致肿瘤中不受控制的增殖,并与多种发育性及退行性疾病相关。CRISPR 技术可对调控细胞分裂的基因开展系统性研究。
包括细胞凋亡、程序性坏死、细胞焦亡与铁死亡在内的程序性细胞死亡,在发育、组织稳态与免疫中居于核心地位;其调控失衡则是肿瘤、神经退行性疾病和炎症性疾病的重要诱因。CRISPR 可对细胞死亡信号网络进行精准拆解。
自噬及相关降解通路通过清除受损细胞器、蛋白质聚集体和入侵病原体来维持细胞稳态。这些通路的缺陷与肿瘤、神经退行性疾病、代谢疾病及衰老密切相关。CRISPR 技术可对自噬调控因子与稳态网络开展系统性研究。
细胞分化与命运决定由复杂的基因调控网络主导,驱动多能干细胞走向特定功能谱系。CRISPR 技术可对这些网络进行精准操控,用于研究细胞命运抉择并构建明确定义的细胞模型。
从基础发现到转化研究,艾迪基因 支持完整的细胞过程研究流程:
| 研究领域 | 关键科学问题 | CRISPR 策略 | 艾迪基因支持 |
| 细胞周期调控 | 哪些基因控制细胞分裂与增殖? | CRISPR 筛选、敲除、CRISPRi/a | 筛选文库、细胞周期报告系统 |
| 细胞死亡通路 | 细胞死亡回路如何发生调控失衡? | 敲除、敲入、碱基编辑 | 细胞死亡模型、功能分析 |
| 自噬与细胞稳态 | 哪些基因维持细胞质量控制? | 基因敲除、转录激活 | 自噬报告系统、自噬流检测 |
| 细胞分化 | 细胞命运抉择如何被控制? | 干细胞基因组工程 | iPSC 模型、谱系报告系统 |
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从揭示细胞周期调控与细胞死亡机制,到绘制自噬图谱与工程化改造细胞命运,艾迪基因以可靠的 CRISPR 技术赋能研究者,共同推进下一代细胞生物学研究。

