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美研究人員開(kāi)發(fā)高效基因編輯新方法

美研究人員開(kāi)發(fā)高效基因編輯新方法

2016-01-22 15:43:00

來(lái)源:新華網(wǎng)

  新華社舊金山1月21日電 國(guó)研究人員在21日的英國(guó)《自然·生物技術(shù)》雜志發(fā)表論文說(shuō),他們開(kāi)發(fā)了一種基因編輯方法,以該方法替換DNA(脫氧核糖核酸)小片段,矯正基因變異的成功率可達(dá)60%,堪稱(chēng)前所未有。

  基因編輯技術(shù)讓專(zhuān)業(yè)人員能對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行編輯,實(shí)現(xiàn)對(duì)特定DNA片段的敲除和添加,有望“修理”人體基因組中的問(wèn)題基因。其中,名為“CRISPR-Cas9”的技術(shù)由于能讓基因編輯實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、簡(jiǎn)單操作,讓基因編輯的門(mén)檻大幅降低,成為近年最熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一。但是該技術(shù)的效率還不高。

  為了解決這一難題,美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的創(chuàng)新基因組學(xué)項(xiàng)目科學(xué)家開(kāi)發(fā)了新方法,可望對(duì)一些遺傳病的治療有所幫助。

  創(chuàng)新基因組學(xué)項(xiàng)目的科學(xué)主管雅各布·科恩把基因編輯比喻成用文字處理器來(lái)編輯語(yǔ)句。這里的“刪除”和“粘貼”,對(duì)DNA片段而言,就是以正常DNA序列替換異常序列,從而達(dá)到矯正變異基因的目的。

  科恩說(shuō):“即便知道怎么刪除,也還需要一種更有效率的方法,把一個(gè)新的DNA片段粘貼到刪除處。”

  本次研發(fā)的基因編輯方法,基于創(chuàng)新基因組學(xué)項(xiàng)目博士后研究員克里斯托弗·理查森的兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn):第一,以“Cas9蛋白”切割雙鏈DNA片段以后,該蛋白會(huì)與染色體附著長(zhǎng)達(dá)6個(gè)小時(shí);第二,當(dāng)“Cas9蛋白”與DNA片段雙鏈上的3個(gè)點(diǎn)位附著時(shí),雙鏈上還有一個(gè)點(diǎn)位處于閑置狀態(tài)。

  理查森設(shè)想,把用于矯正變異的DNA片段直接送達(dá)上述切割位置,或許可以改善粘貼效率。于是,他構(gòu)建了一個(gè)DNA片段,它能與處于閑置狀態(tài)的點(diǎn)位結(jié)合,同時(shí)將其攜帶的所需基因嵌入與閑置點(diǎn)位同一鏈上的另一個(gè)結(jié)合點(diǎn)位。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,借助這一方法,矯正基因變異的成功率可達(dá)60%。

  理查森介紹說(shuō),如果只需改變DNA片段中的極小區(qū)域,比如不超過(guò)30個(gè)堿基對(duì),上述新方法會(huì)“極為有效”。堿基對(duì)是構(gòu)成DNA分子的基本模塊,不少遺傳病發(fā)源于單個(gè)堿基的變異。所以,新方法有助于醫(yī)治鐮狀細(xì)胞貧血和嚴(yán)重復(fù)合免疫不全等遺傳病。

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