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“基因魔剪”新系統無需斷鏈編輯基因

時間:2019-06-13 09:01:39 來源:科技日報

  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(Vibrio cholerae)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。


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