用RNA指導的CRISPR-Cas9系統的動物和植物基因組工程,正在改變著生物學。與其他基因工程工具相比,這種技術更容易使用,并且更有效,因此,在其發現后的短短幾年內,就已經被應用于世界各地的實驗室。2014年11月28日,的《Science》雜志發表綜述文章,描述了這種系統的快速采用和發展歷史。這篇綜述是由CRISPR-Cas9系統的、亥姆霍茲感染研究中心(HZI)教授、德國漢諾威醫學院和Umeå 大學的Emmanuelle Charpentier博士和美國加州大學伯克利分校的Jennifer Doudna教授共同撰寫。
許多疾病是由一個人DNA(組成基因的字母編碼)的改變造成。一個基因中確定的字母順序通常編碼一種蛋白質。蛋白質是人體的“勞動力”,負責保持身體運轉所需的幾乎所有過程。當一個基因發生改變,其蛋白質產物可能就失去其正常功能,可能會導致疾病。HZI研究部門“Regulation in Infection Biology”主任Emmanuelle Charpentier教授指出:“因此,對基因組做出位點特異性改變,是阻止或治療這些疾病一種有趣的方法。”因此,自從DNA結構被發現以來,研究人員一直都在尋找一種方式來替換遺傳密碼。
*種技術,如鋅指核酸酶和合成核酸,稱為TALENs,是一個起點,但是被證明比較昂貴,對于初學者比較難以操作。Charpentier說:“現有的技術都依賴于蛋白質作為地址標簽,為任何新變化定制新蛋白以引入DNA,是一個繁瑣的過程。”在2012年,她在Umeå大學工作的時候,描述了現在正在*改變基因工程的技術:CRISPR-Cas9系統。
這種系統基于細菌和古細菌的免疫系統,但是在實驗室也是有價值的。CRISPR是成簇的規律間隔的短回文重復序列,而Cas僅僅代表CRISPR相關的蛋白質。Charpentier說:“zui初,我們發現了一種新的RNA,即tracrRNA,與CRISPR-Cas9系統相關,相關研究結果我們于2011年發表在Nature雜志。我感到興奮的是,我實驗室的Krzysztof Chylinski隨后證實了一個的想法:Cas9是與兩種RNA一起使用的一種酶。”
同時,該系統具有檢測遺傳編碼內特定字母序列以及在特定位置切割DNA的能力。在這一過程中,Cas9蛋白起剪刀的作用,RNA小片段起地址標簽的作用,確保切割發生在正確的位置。通過與Martin Jinek和Jennifer Doudna合作,該系統可以被簡化,將其用作一種通用的技術。現在,用戶只需要更換此RNA的序列,就能靶定基因組中幾乎任何的序列。
在2012年描述CRISPR-Cas9的一般能力之后,在2013年初,有研究表明它能夠像在細菌中那樣,有效地作用于人類細胞。從那時起,來自世界各地的研究人員一直都大肆炒作這個新的研究領域,提出這種新工具可以用于許多新的領域。可能的應用包括:從開發基因突變所致遺傳疾病的新療法,將CRISPR-Cas系統用于抗菌“基因療法”,到改變未來農業研究的步伐和過程,Cell子刊:基因編輯水果即將來臨?,一直到開發可能的新方法抗擊艾滋病毒HIV,用CRISPR編輯HPV基因殺死宮頸癌細胞。
Charpentier表示:“CRISPR-Cas9系統已經突破了界限,使基因工程技術更加的通用、有效和容易。它的應用似乎真的沒有什么限制。”
請輸入賬號
請輸入密碼
請輸驗證碼
以上信息由企業自行提供,信息內容的真實性、準確性和合法性由相關企業負責,環保在線對此不承擔任何保證責任。
溫馨提示:為規避購買風險,建議您在購買產品前務必確認供應商資質及產品質量。