【CRISPRoff|基因编辑技术CRISPR有了升级版】基因编辑技术CRISPR有了升级版
可在不改变DNA序列情况下开关基因
科技日报北京4月11日电 (实习采访人员张佳欣)《细胞》杂志9日在线发表的一篇论文表示 ， 美国怀特黑德研究所乔纳森·魏斯曼等人设计了一种名为CRISPRoff的新基因编辑技术 ， 可以在不改变DNA序列的情况下使某些基因“沉默” ， 从而以高特异性控制基因表达 。 这种“升级版”的基因编辑技术为研究表观遗传机制、重大疾病治疗以及研发新冠病毒疫苗等提供了有力工具 。
在过去的十年里 ， CRISPR-Cas9基因编辑技术给基因工程带来革命性变革 。 其工作模式是 ， 由一条单链向导RNA引导Cas9蛋白在DNA链上切割产生微小断裂 ， 细胞现有的修复机制就会修补这些漏洞 。 但这会改变潜在的DNA序列 ， 导致细胞遗传物质发生永久性变化 。 此外 ， 其依赖于细胞的内部修复机制 ， 结果很难控制 。
“利用这种新的CRISPRoff技术 ， 可以编写一个简单程序来表达蛋白 ， 该程序会被细胞记住并无限执行 。 ”参与研究的加州大学旧金山分校助理教授卢克·吉尔伯特说 。
基因的表观遗传意味着基因可能会因DNA链的化学变化而被沉默或激活 ， 而甲基化是DNA的一种主要表观遗传修饰形式 。 DNA甲基化是指甲基化学标记附着到DNA的基因上 ， 标志其准备开启或关闭 。
研究人员构建了一个可以模仿自然DNA甲基化的表观遗传学编辑器 ， 其可在RNA引导下 ， 将甲基群附着在DNA的特定位点 ， 被标记的基因将被沉默(关闭) ， 因此该技术得名“CRISPRoff ” ， 与之相反的过程为“CRISPRon” ， 可以通过去甲基酶逆转沉默效应 ， 也不会改变DNA序列 。 该技术不仅适用于蛋白质编码基因 ， 还适用于控制基因表达的非蛋白质编码基因 。
魏斯曼表示 ， 这种简单的基因编辑工具能有效沉默大多数基因 ， 且不会损伤任何同质基因 。 该技术足够稳定 ， 可在数百次细胞分裂遗传中进行操作 ， 而且完全可逆 ， 是“控制基因表达的良好工具” 。
总编辑圈点
几十年来 ， 生物学家手中的基因编辑工具一直在不断升级换代 。 以往的锌指酶、TALEN等基因编辑工具操作起来比较复杂 ， 不太容易被掌握 。 因此 ， 缺乏简单易用的基因编辑工具 ， 一直是困扰整个生物学领域的大难题 。 之后 ， CRISPR-cas9横空出世 ， 它凭借更为简便的操作改变了现状 。 如今 ， CRISPRoff技术又走上舞台 ， 科学家们进行基因编辑 ， 又多了一把得心应手的工具 。
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