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        研究人員發(fā)現(xiàn)破壞CRISPR-Cas9基因編輯的機(jī)制
        
			
        
				2019-02-25 10:31:52
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        CRISPR-Cas9的發(fā)現(xiàn)使基因編輯變得非常容易。不幸的是，最近發(fā)現(xiàn)分子工具不如先前假設(shè)的那么精確。它可能導(dǎo)致細(xì)胞DNA中不需要的突變。代爾夫特理工大學(xué)的研究人員現(xiàn)已確定了一種在CRISPR-Cas9使用不當(dāng)時(shí)導(dǎo)致此類突變的機(jī)制。這可能導(dǎo)致休眠基因表達(dá)，這可能是非常危險(xiǎn)的。研究人員根據(jù)他們的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)建了一份清單。使用此清單可防止有害機(jī)制被激活，并使用CRISPR-Cas9進(jìn)行基因編輯更安全。
        

        研究人員發(fā)現(xiàn)破壞CRISPR-Cas9基因編輯的機(jī)制
        

        與許多生物體一樣，人類細(xì)胞含有每個(gè)染色體的兩個(gè)拷貝：每個(gè)親本一個(gè)。這些染色體拷貝幾乎相同，但它們在許多基因中含有很小的差異。小的變化導(dǎo)致個(gè)體之間的遺傳差異。為每條染色體備份可能聽起來像是一件好事。然而，代爾夫特理工大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)它與基因編輯工具CRISPR-Cas9結(jié)合會(huì)引起問題。“當(dāng)CRISPR-Cas9用于靶向人類等雜合生物中的單個(gè)染色體時(shí)，自然修復(fù)機(jī)制就會(huì)被激活。”研究員Jean-Marc Daran博士說。“事實(shí)證明，這種機(jī)制使用染色體的另一個(gè)拷貝作為修復(fù)其DNA的模板。”
        

        基因組編輯
        

        通常，使用CRISPR-Cas9的基因編輯專家可以通過引入新的DNA序列來改變細(xì)胞的部分基因組。Cas蛋白在目標(biāo)點(diǎn)切開DNA，之后細(xì)胞有望使用這一新的遺傳物質(zhì)修復(fù)其DNA。因此，可以引入新基因。“當(dāng)然，當(dāng)修復(fù)機(jī)制使用另一條染色體作為模板而不是新引入的DNA串時(shí)，編輯將不會(huì)成功”，Daran說。由于使用其他染色體的修復(fù)效率更高，因此幾乎不會(huì)使用預(yù)期的DNA片段進(jìn)行修復(fù)。更糟糕的是，可能會(huì)發(fā)生雜合性的喪失，這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的健康后果。休眠的疾病基因可能會(huì)表達(dá)，例如可能導(dǎo)致癌癥的基因。
        

        意外發(fā)現(xiàn)
        

        這種阻斷基因編輯的修復(fù)機(jī)制的發(fā)現(xiàn)是偶然的，科學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)這種情況。Arthur Gorter de Vries，博士。代爾夫特理工大學(xué)的候選人正在研究釀酒酵母的研究。他試圖確定釀酒酵母的馴化最終如何導(dǎo)致啤酒生產(chǎn)商現(xiàn)在使用的現(xiàn)代酵母菌株。“我試圖去除某種基因以確定其功能。”，Gorter de Vries說。“奇怪的是，我無法確認(rèn)我是否成功移除了這個(gè)基因。我也注意到這些細(xì)胞表現(xiàn)不正常。” Gorter de Vries只針對酵母中的一條染色體。 他試圖去除的DNA。
        

        有害的突變
        

        雖然這種新發(fā)現(xiàn)的機(jī)制可以防止基因編輯成功，甚至可以導(dǎo)致有害的突變，但這只發(fā)生在雜合體中。“更重要的是，如果只有一條染色體是針對編輯而不是兩者都有，那么修復(fù)機(jī)制才會(huì)變得活躍”，Daran說。還有一些其他因素需要考慮，這就是為什么研究人員已經(jīng)創(chuàng)建了安全編輯雜合生物中DNA的指南。他們的研究結(jié)果，包括指南，已發(fā)表在Nucleic Acids Research上。
        
			

			
          
        
			
        
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