“基因魔剪” 新系统无需断链编辑基因

来源: 科技日报 / 作者: 张梦然 / 时间: 2019-06-13
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英国《自然》杂志 12 日在线发表的论文称,美国科学家团队开发出一种完全可编辑的 CRISPR-Cas 基因组编辑系统,其可以介导 DNA 精准插入基因组。该方法无需在靶 DNA 中产生双链断裂,避免了由此导致的遗传编码的非预期改变。

CRISPR-Cas 系统又称 “基因魔剪”,自问世以来迅速成为生物科学领域的游戏规则改变者。不过,传统的 CRISPR-Cas 基因组编辑系统,要利用一个向导 RNA 将细菌蛋白质靶向定位到需要改变的特定基因组位点。这种系统通过造成 DNA 的双链断裂来插入新的遗传信息。然而修复双链断裂所需的机制,有时候很容易出错,这几乎成为阻碍 CRISPR-Cas 技术发展的绊脚石。

此次,美国哥伦比亚大学科学家萨姆 · 斯登伯格及其同事证明,一种源自霍乱弧菌(Vibrio cholerae)的 CRISPR-Cas 系统,可以在不产生双链断裂的情况下实现 DNA 的插入。

研究人员发现,一种 Tn7 样转座子编码的蛋白质,能够利用向导 RNA 和 CRISPR 系统 Cascade 复合物,帮助介导转座子序列直接整合到大肠杆菌的基因组中。CRISPR 系统参与了促进转座子在基因组内的扩散——这一过程也被称为 “跳跃”,其促进了科学家对转座过程的全新认识。

此外,研究人员表示,该系统还为提高 CRISPR 基因组编辑特异性提供了一种全新替代方式,未来这一系统将可用于基因疗法以及作物工程等同类领域。这项研究同时有助于加深科学家对 CRISPR 机制的进一步理解,提高基因编辑的效率。

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