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基因编辑技术迎来更精确的分子剪刀

2019-03-11 00:02:23

在过去的三年里,一项称为CRISPR(簇状规律间隔的短回文重复序列)的新技术使得基因更加轻松。研究者可以更快更简单修饰农作物和动物体的DNA,进行生物医学实验,以及有争议的人类胚胎的基因。根据新的研究发现这项技术会变更的更好。一个研究小组发现一种新的细菌蛋白可以有效提高DNA剪刀的精确性,从而使得基因更轻松廉价。

CRISPR是细菌和入侵他们的病毒数十亿年间斗争的结果。过去十年中,微生物学家发现微生物有很多种方法识别整合进入他们自身基因组的病毒DNA,并把病毒DNA切除掉。微生物通常依赖于一套体系完成这一任务,该体系包括一段RNA及其指导合成的DNA切割蛋白,RNA负责将DNA切割蛋白带入指定的切割位点。这类体系通常相当复杂,但是科学家将这类类似于Cas9的蛋白运用于从酵母到人类的生物体中DNA的删除,改变,甚至添加。

而在一些研究小组使用CRISPR/Cas9基因系统进行生物医学和基础研究时,众多的研究小组也在寻找更好的分子剪刀。

张锋的团队可能已经赢得了初的比赛。MIT(麻省理工学院)博德研究所和戈文脑研究所的分子生物学家,张锋和他的同事们筛选了数百个候选酶,其中一个叫做CPF1的酶在很多微生物抵御外源病毒感染中发挥作用。张锋团队在Cell杂志上报道,其中两种细菌中的CPF1可以人类细胞的DNA。

张锋说,他们优于Cas9的地方,就是CPF1只需要一个更小的辅助RNA,小到足以使剪切更加容易,费用更低。它还有别的潜在优势可能使基因组上的更为精确。

举个例子来说,CPF1对DNA的切割方式不同,

基因编辑技术迎来更精确的分子剪刀

因此双链DNA在切割位点后剩余的DNA长度不一,而不像Cas9那样切割之后留下相同长度的DNA,张锋认为这是进行特定DNA改变的潜在优势。北卡罗来纳州立大学的分子生物学家Rodolphe Barrangou(并未参与该研究)说:“从长远看来,并不清楚CPF1是否优于Cas9,无论如何,这是CRISPR中又一项值得关注之处,也是一个有价值的基因工具

然而张锋仍在寻找其他的DNA剪刀,他说:“我认为还有很多,很多别的DNA剪刀。”

翻译:徐颖翻译:董子晨曦

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