英國《自然》雜志12日在線發(fā)表的論文稱，美國科學(xué)家團(tuán)隊開發(fā)出一種完全可編輯的CRISPR-Cas基因組編輯系統(tǒng)，其可以介導(dǎo)DNA精準(zhǔn)插入基因組。該方法無需在靶DNA中產(chǎn)生雙鏈斷裂，避免了由此導(dǎo)致的遺傳編碼的非預(yù)期改變。
CRISPR-Cas系統(tǒng)又稱“基因魔剪”，自問世以來迅速成為生物科學(xué)領(lǐng)域的游戲規(guī)則改變者。不過，傳統(tǒng)的CRISPR-Cas基因組編輯系統(tǒng)，要利用一個向?qū)NA將細(xì)菌蛋白質(zhì)靶向定位到需要改變的特定基因組位點。這種系統(tǒng)通過造成DNA的雙鏈斷裂來插入新的遺傳信息。然而修復(fù)雙鏈斷裂所需的機制，有時候很容易出錯，這幾乎成為阻礙CRISPR-Cas技術(shù)發(fā)展的絆腳石。
此次，美國哥倫比亞大學(xué)科學(xué)家薩姆·斯登伯格及其同事證明，一種源自霍亂弧菌（Vibrio?cholerae）的CRISPR-Cas系統(tǒng)，可以在不產(chǎn)生雙鏈斷裂的情況下實現(xiàn)DNA的插入。
研究人員發(fā)現(xiàn)，一種Tn7樣轉(zhuǎn)座子編碼的蛋白質(zhì)，能夠利用向?qū)NA和CRISPR系統(tǒng)Cascade復(fù)合物，幫助介導(dǎo)轉(zhuǎn)座子序列直接整合到大腸桿菌的基因組中。CRISPR系統(tǒng)參與了促進(jìn)轉(zhuǎn)座子在基因組內(nèi)的擴散——這一過程也被稱為“跳躍”，其促進(jìn)了科學(xué)家對轉(zhuǎn)座過程的全新認(rèn)識。
此外，研究人員表示，該系統(tǒng)還為提高CRISPR基因組編輯特異性提供了一種全新替代方式，未來這一系統(tǒng)將可用于基因療法以及作物工程等同類領(lǐng)域。這項研究同時有助于加深科學(xué)家對CRISPR機制的進(jìn)一步理解，提高基因編輯的效率。