CRISPR先驅(qū):基因組編輯革命步入新階段

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


隨著進(jìn)入尾聲,各大雜志和網(wǎng)站陸續(xù)通過年終盤點來辭舊迎新。CRISPR技術(shù)先驅(qū)、加州大學(xué)伯克利分校的JenniferA.Doudna在GenomeBiology雜志上發(fā)表文章指出,基因組編輯領(lǐng)域也到了辭舊迎新的時候。這場革命的初始期已經(jīng)進(jìn)入尾聲,正在迎來新的發(fā)展階段。

CRISPR-Cas9是細(xì)菌在漫長的進(jìn)化史中演化出的重要防御機制。這個監(jiān)控體系能夠根據(jù)引導(dǎo)RNA的指示,靶標(biāo)并降解入侵者的遺傳物質(zhì)。規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)CRISPR與內(nèi)切酶Cas9的組合,可以在引導(dǎo)RNA的指引下,靶標(biāo)并切割入侵者的遺傳物質(zhì)。研究者們利用這一特點,將CRISPR系統(tǒng)發(fā)展成了強大的基因組編輯工具。

幾乎所有實驗室都可以很方便的進(jìn)行CRISPR基因組編輯,你只需要在自己感興趣的細(xì)胞或生物中表達(dá)Cas9內(nèi)切酶和引導(dǎo)RNA(gRNA)。內(nèi)切酶Cas9會在gRNA的指導(dǎo)下引入位點特異性的雙鏈斷裂,然后細(xì)胞通過同源重組進(jìn)行修復(fù),最終改寫基因組的特定位點。

這幾年基因組編輯的勢頭實在很猛,回顧和評論幾乎趕不上它的發(fā)展速度。一輪又一輪的重大進(jìn)展在不斷拓寬基因組編輯的疆域,增加基因組編輯的工具,加深我們對其作用機制的理解。(延伸閱讀:CRISPR先驅(qū)Science、Nature相繼發(fā)表最新成果)

基因組編輯讓人們對基因組序列有了前所未有的控制;蚪M工程的下一個前沿將是,對其他基因組屬性建立類似的精確控制,特別是表觀遺傳學(xué)修飾。表觀遺傳學(xué)修飾對基因表達(dá)影響很大,但人們對其具體功能還知之甚少。基因組編輯技術(shù)可以用來闡明表觀遺傳學(xué)修飾的功能和遺傳性,幫助人們開發(fā)控制細(xì)胞表型和干涉基因組調(diào)控的新策略。表觀基因組編輯面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于,開發(fā)一套操縱表觀遺傳學(xué)標(biāo)簽的合適工具,解讀環(huán)境、表觀遺傳學(xué)對基因調(diào)控的影響。

基因組編輯領(lǐng)域目前面臨的挑戰(zhàn)和機遇主要是:定義基因組編輯工具的適用范圍,明確它們的工作機制,嘗試應(yīng)用如何加以應(yīng)用,根據(jù)過去的經(jīng)驗謹(jǐn)慎而明智地發(fā)展這些新技術(shù)。GenomeBiology雜志為此特別制作了基因組編輯特刊,推出了涉及這些挑戰(zhàn)的一系列文章,希望在基因組編輯革命的新時期為研究者們提供全面的視角。JenniferA.Doudna正是這份特刊的客座編輯之一。

JenniferA.Doudna是CRISPR技術(shù)的共同開發(fā)者,曾因這一技術(shù)獲得了“生命科學(xué)突破獎”(BreakthroughPrize),也是CRISPR專利的有力競爭者。


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