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盘点4月基因编辑技术CRISPR新进展

日期: 2019年04月30日


    

有一些科学技术也许在当下看来许多人都无法理解,或者说感觉并没有实用性,但是经过时间的沉淀和证明,这些技术也许将成为我们生活的一部分,又或者对科学发展产生了极大的推动力。

 

CRISPR技术本月有多项技术进展,比如加州大学伯克利分校的研究人员将CRISPR技术的强大功能与石墨烯的超灵敏度结合起来,创造了一种可在几分钟内检测出特定基因突变的新型手持设备。

 

这一研究成果公布在Nature Biomedical Engineering杂志上。文章的作者KGI助理教授Kiana Aran表示,“我们研发了第一个利用CRISPR,搜索基因组中存在的潜在突变的新技术。你只需将纯化的DNA样品放在芯片上,让CRISPR进行筛查,就可以在几分钟内得到结果。”

 

为了让Cas9找到基因组上的特定位置,科学家必须为它配备一段“导向RNA”,这是一小段RNA,其碱基与感兴趣的DNA序列互补。蛋白质首先要解开双链DNA并扫描找到与导向RNA相匹配的序列,然后锁定。

 

在最新研究中,研究人员采用了一种失活的Cas9蛋白——一种可以在DNA上找到特定位置但不会切割它的Cas9变种,将其连接到由石墨烯制成的晶体管上。当CRISPR复合物在其靶向的DNA上找到位点时,它会与其结合并触发石墨烯的电导率发生变化,从而改变了晶体管的电特性。无需扩增,CRISPR就能在几分钟内检测基因突变!

 

另外,杜克大学生物医学工程科学家研发出一种新方法,可以将CRISPR基因组编辑技术的准确性平均提高50倍,他们相信这种技术将能很快应用到多种编辑技术上。

 

具体来说,这种方法就是在导向RNA上添加一段短“尾巴”,这种“尾巴”会向后折叠,与其自身结合,形成一个“发夹”结构,只有靶向DNA序列能解开。Nature Biotechnology小小改动,让CRISPR的精确度提高50倍!

 

此外,密歇根大学领导的研究团队在Molecular Cell杂志上介绍了这种堪比粉碎机的工具——I型CRISPR-Cas3。他们首次在人类细胞中实现了长距离的DNA删除。这种工具适用于遗传学研究,有助于人们了解疾病的基础,并治疗与长链DNA相关的疾病。

 

CRISPR-Cas3系统使用的向导RNA序列比CRISPR-Cas9的更长,而且目标搜索和降解是两个完全分离的步骤,因此这种方法更容易得到控制。它不大可能在人们不想要的地方做出错误的切割。

 

张燕博士推测,这种新工具及其衍生物也许对疾病治疗有用,不过或许在多年后才能实现。目前,密歇根大学和康奈尔大学已就这一工具申请了一项联合专利。效果堪比粉碎机,两名华人学者发现CRISPR新工具

 

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【赛业生物科技简介】

 

作为实力雄厚的基因工程鼠技术平台,赛业生物已服务全球数万名科学家,赛业产品与技术已直接应用于包括CNS(Cell, Nature, Science)三大期刊在内的2400篇学术论文。2016年,TurboKnockout把ES打靶金标准推向新高度;同年,CRISPR-Pro使大片段敲入及条件性基因敲除变得更加高效;2017年,AlphaKnockout基因打靶专家系统首次实现基于人工智能的最优化方案设计;同年7月,推出万例CRISPR-AI敲除小鼠资源库。赛业一步一个脚印,踏实前行,助力中国科研!