CRISPR是近年來最重要的科學(xué)突破之一，這種技術(shù)可以快速且廉價(jià)的對(duì)基因進(jìn)行改造。
最近，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科學(xué)家們表示，他們已經(jīng)升級(jí)了這項(xiàng)技術(shù)，使其具備更準(zhǔn)確的基因編輯能力和更高的安全性。這一研究有望打開實(shí)用性基因編輯的大門，足以安全地用于人類。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，CRISPR基因編輯系統(tǒng)中第一個(gè)且應(yīng)用最普遍的Cas9酶，在效力和精確度低于另一種應(yīng)用較少的Cas12a酶。相關(guān)研究成果于8月2日發(fā)表在Cell子刊《Molecular cell》上。
“總體目標(biāo)是找到大自然賦予我們的最佳酶，然后使CRISPR基因編輯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)得更好，我們不應(yīng)該僅滿足于使用第一種發(fā)現(xiàn)的酶?！北狙芯康暮献餮芯空逫lya Finkelstein教授說。
Cas9的局限性
CRISPR基因編輯技術(shù)是細(xì)菌用來抵御病毒的一種天然機(jī)制，通過它，科學(xué)家能夠更多地了解人類基因，并可以對(duì)植物、動(dòng)物乃至人體進(jìn)行基因改造。未來，許多人希望CRISPR能夠幫助治療人類疾病，以及創(chuàng)造出具有更高產(chǎn)量或能抵抗干旱和害蟲的農(nóng)作物。
但是目前流行的CRISPR/Cas9系統(tǒng)有時(shí)會(huì)靶向基因組中的錯(cuò)誤位置，將這種方法直接應(yīng)用于人類有時(shí)是災(zāi)難性的，它可能無(wú)法治愈遺傳疾病，還會(huì)將健康細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞。
Cas12a與DNA結(jié)合
之前已有的一些研究暗示Cas12a比Cas9更具選擇性，但仍有較大爭(zhēng)議。研究人員認(rèn)為，他們的這項(xiàng)最新研究證明了Cas12a是一種比Cas9更精確的基因編輯手術(shù)刀，為學(xué)術(shù)界的爭(zhēng)論畫下了句號(hào)。
Cas12a的優(yōu)勢(shì)
由Isabel Strohkendl和Rick Russell教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，Cas12a帶有一小段用RNA編寫的遺傳密碼，會(huì)與病毒DNA中編寫的目標(biāo)遺傳密碼串相匹配。當(dāng)碰到一些DNA時(shí)，Cas12a開始試圖通過形成堿基對(duì)來與它結(jié)合，并從一端開始前進(jìn)，以檢測(cè)DNA與RNA相匹配的程度。它會(huì)像魔術(shù)貼一樣綁定到基因組目標(biāo)上，在沿途的每個(gè)點(diǎn)緊密結(jié)合卻又不會(huì)牢固到難以分離，這樣它會(huì)在整個(gè)區(qū)域都有良好匹配時(shí)才能順利進(jìn)行編輯。
而Cas9的每個(gè)堿基對(duì)會(huì)緊緊地粘在一起，就像502膠水一樣。如果每側(cè)的前幾個(gè)字母匹配良好，那么Cas9已經(jīng)與DNA緊密結(jié)合了。換句話說，Cas9會(huì)關(guān)注基因組目標(biāo)中的前七個(gè)或八個(gè)字母，但后面的過程卻不太會(huì)被注意，這意味著它很容易忽略過程中的不匹配，從而導(dǎo)致了它的編輯錯(cuò)誤。
“Cas12a的結(jié)合方式使得堿基對(duì)形成的過程更加可逆?！盜sabel解釋道， “換句話說，Cas12a可以更好地檢查每個(gè)堿基對(duì)，然后再轉(zhuǎn)到下一個(gè)堿基對(duì)。七到八個(gè)字母后，Cas9停止檢查，而Cas12a繼續(xù)檢查大約18個(gè)字母?！?/p>
但研究人員表示Cas12a仍然不夠完美，該研究還提出了進(jìn)一步改進(jìn)Cas12a的設(shè)想，也許有一天會(huì)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建“精確手術(shù)刀”的夢(mèng)想，即一種基本上無(wú)錯(cuò)的基因編輯工具?！翱偟膩碚f，Cas12a更好，但是依然有缺陷。所以，我們還有很多挑戰(zhàn)?！盕inkelstein表示道。
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