“基因魔剪”新系统无需断链编辑基因
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科技日報北京 6 月 12 日電(記者張夢然)英國《自然》雜志 12 日在線發表的論文稱,美國科學家團隊開發出一種完全可編輯的 CRISPR-Cas 基因組編輯系統,其可以介導 DNA 精準插入基因組。該方法無需在靶 DNA 中產生雙鏈斷裂,避免了由此導致的遺傳編碼的非預期改變。
CRISPR-Cas 系統又稱“基因魔剪”,自問世以來迅速成為生物科學領域的游戲規則改變者。不過,傳統的 CRISPR-Cas 基因組編輯系統,要利用一個向導 RNA 將細菌蛋白質靶向定位到需要改變的特定基因組位點。這種系統通過造成 DNA 的雙鏈斷裂來插入新的遺傳信息。然而修復雙鏈斷裂所需的機制,有時候很容易出錯,這幾乎成為阻礙 CRISPR-Cas 技術發展的絆腳石。
此次,美國哥倫比亞大學科學家薩姆·斯登伯格及其同事證明,一種源自霍亂弧菌(Vibriocholerae)的 CRISPR-Cas 系統,可以在不產生雙鏈斷裂的情況下實現 DNA 的插入。
研究人員發現,一種 Tn7 樣轉座子編碼的蛋白質,能夠利用向導 RNA 和 CRISPR 系統 Cascade 復合物,幫助介導轉座子序列直接整合到大腸桿菌的基因組中。CRISPR 系統參與了促進轉座子在基因組內的擴散——這一過程也被稱為“跳躍”,其促進了科學家對轉座過程的全新認識。
此外,研究人員表示,該系統還為提高 CRISPR 基因組編輯特異性提供了一種全新替代方式,未來這一系統將可用于基因療法以及作物工程等同類領域。這項研究同時有助于加深科學家對 CRISPR 機制的進一步理解,提高基因編輯的效率。
總結
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