脂肪——它对生命至关重要，但过多会导致许多健康问题。研究脂肪或脂肪组织在体内的功能对于了解肥胖和其他问题至关重要，但脂肪细胞的结构差异及其在全身的分布使研究具有挑战性。
“脂肪细胞与其他细胞的不同之处在于它们缺乏独特的细胞表面受体，并且只占脂肪组织内细胞的一小部分，”Steven Romanelli 博士说。，分子与综合生理学系 Ormand MacDougald 博士实验室的前成员。
在《生物化学杂志》上发表的一篇新论文中，Romanelli、MacDougald 和他们的同事描述了使用 CRISPR-Cas9 的突破，这是一种改变分子生物学研究的工具，但其在脂肪组织研究中的应用一直难以捉摸。
“迄今为止，脂肪研究面临的最大挑战是，如果你想研究基因的功能，你必须投入大量的时间、资源和金钱来开发转基因小鼠，”Romanelli 说。
开发小鼠模型的传统方法包括培育具有所需突变的小鼠，以删除或引入某些感兴趣的基因，Romanelli 说这可能需要一年多的时间和数万美元。
CRISPR-Cas9 彻底改变了这一过程。这是一种基因编辑技术，由一种叫做 Cas9 的酶组成，它可以破坏 DNA 链，以及一段 RNA，将 Cas9 酶引导到基因组中的特定位点进行编辑。该工具被包装成一种无害的病毒，用于输送到所研究的细胞中。该工具已成功用于研究心脏、肝脏、神经元和皮肤细胞等，但从未用于研究某种类型的脂肪细胞，即棕色脂肪。
使用该技术，该团队能够成功靶向棕色脂肪，这是一种用于产生热量和保护核心体温的特殊脂肪组织。
“我们能够做的是采取整个过程并将其提炼为两周到一个月的任何时间以生成转基因小鼠，从而将成本降低到 2,000 美元以下。它不仅减少了时间和成本，而且使研究民主化，因此任何熟悉分子生物学技术的实验室都可以采用这种方法并自行完成，”Romanelli 说。
他们还能够使用这种方法同时删除多个基因，这一事实可以帮助研究人员更好地了解重要的分子途径。
使用他们的腺相关病毒 CRISPR-Cas9 组件，他们能够在成年小鼠中敲除定义棕色脂肪并使其能够产生热量的 UCP1 基因。他们观察到基因敲除小鼠能够适应基因的缺失并在寒冷条件下保持体温，这暗示了其他参与温度稳态的途径。
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