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基因编辑技术CRISPR有了升级版:不用改变DNA序列,就能实现精确控制

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前瞻网 2021-04-12 16:25

近日,美国研究人员对CRISPR基因编辑系统进行了重大升级。与之前的系统不同,该系统可以高精度地定位特定基因,并进行完全可逆的改变。

这种新的基因编辑技术被称为CRISPRoff,由怀特黑德研究所(Whitehead Institute)成员乔纳森·韦斯曼(Jonathan Weissman)和加州大学旧金山分校(University of California San Francisco)助理教授卢克·吉尔伯特(Luke Gilbert)开发。相关论文成果 4月9日发表于《细胞》(Cell)上。

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它能够像激光一样精确地控制基因,同时保持较宽的DNA链不变(不用改变DNA序列)。此外,这些编辑不仅足够稳定,可以在数百次细胞分裂中遗传,而且是完全可逆的。

“我们可以同时对多个基因进行这项研究,而不会对DNA造成任何损伤,具有大量的同质性,而且在某种程度上可以逆转。这是一个很好的控制基因表达的工具。”韦斯曼表示。“看到CRISPRoff在实践中如此有效,真是令人兴奋。”

CRISPRoff技术通过一种蛋白质将DNA序列上的指定位点甲基化,从而阻断RNA聚合酶对特定序列的转录,达到沉默指定基因的效果。同时,由研究者设计的CRISPRon技术可将甲基移除,从而实现基因编辑的可逆性。

CRISPR-Cas9技术的重大升级部分,由美国国防高级研究计划局(DARPA)资助,已经进行了四年多的开发。

最初的CRISPR技术,使用了一种名为Cas9的DNA切割蛋白。这种蛋白可以针对人类细胞中的特定基因,剪断DNA链,然后在需要的基因被移除后进行自我修复。

然而,这一过程是永久性的,并依赖于细胞自身的修复机制来清理之后的东西,这可能会导致混乱,以及不想要的、额外的结果。

研究人员从这项升级版的技术中看到了一个机会,基因可以在DNA链的化学变化的基础上被沉默或激活,而不需要任何剧烈和永久的变化。

研究人员认为,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。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://www.rt.com/news/520687-new-crisproff-method-reversible/

论文链接:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867421003536

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