基因剪刀剪切 DNA 过程首次捕获

来源: 科技日报 / 作者: 2019-07-10
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科技日报纽约 7 月 8 日电 (记者冯卫东)据最新一期《自然 · 结构与分子生物学》杂志报道,科学家们首次在精确切割 DNA 链的过程中捕获了酶的高分辨率三维图像。使用低温电子技术捕获的图像显示了有关基因编辑工具 CRISPR-Cas9 如何工作的新信息,这将有助于研究人员开发出可以更高效、更精确地改变目标基因的工具。

负责研究的加拿大不列颠哥伦比亚大学研究员斯里兰姆 · 萨博兰曼尼埃姆表示,能够如此详细地了解 Cas9 酶如何切割和编辑 DNA 链令人兴奋。这些图像为人们提供了提高基因编辑过程效率的宝贵信息,从而有望在未来更快、更准确地纠正导致疾病的 DNA 突变。

CRISPR-Cas9 是一种基因编辑工具,其中 Cas9 酶就像一对能够切割 DNA 链的分子剪刀。一旦酶在特定位点切割 DNA,就可以进行插入和编辑,从而改变 DNA 序列。

为了更好地理解基因编辑过程中涉及的事件顺序,萨博兰曼尼埃姆团队使用低温电子显微镜技术对 Cas9 酶进行了成像。这些图像提供了 Cas9 酶在 DNA 切割过程中发生的分子运动步骤,包括在释放之前仍然附着在酶上的切割的 DNA 快照。

参与研究的美国伊利诺伊大学研究员米兰 · 斯莫诺维奇表示,使用 Cas9 酶开发更好的基因编辑工具的主要障碍之一就是没有任何实际切割 DNA 的图像资料。研究产生的高清晰图像,可观察到酶的主要结构域在反应过程中是如何移动的,这将成为重要的改进目标。

该研究得到了美国国家癌症研究所、国立卫生研究院、伊利诺伊大学临床和转化科学中心及加拿大卓越研究主席项目的资助。

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