“染色体”英媒:科学家开发出“更温柔”的CRISPR技术

2022-08-31 23:44:19来源:参考消息

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参考消息网8月31日报道 据英国《新科学家》周刊网站7月1日报道,基因组编辑技术“规律间隔成簇短回文重复序列”(CRISPR)的一种新形式可以提供更准确的方式来修改引起遗传疾病的突变。人们在果蝇身上对这种方法进行了测试。该技术把果蝇从另一位亲代那里继承来的相应染色体用作模板,以修复染色体上的基因突变。

报道称,CRISPR技术通常与一种名叫Cas9的蛋白质配合工作。这种蛋白质充当分子剪刀,以在目标序列位点上剪断DNA分子的两条链。这可以让新的DNA序列被插入切口之间,以取代突变的基因。

然而,这种插入通常只对不到10%的细胞有效,而且插入可能发生在不正确的基因组区域或脱靶区域。

现在,生物学家伊桑·比尔和安娜贝尔·吉夏尔及其同事开发了一种新形式的CRISPR,能够更有效地将正确的DNA序列插入突变位置,并减少脱靶效应。

比尔说:“这项新技术给我留下了深刻印象。总的来说,以现有的CRISPR技术,你必然会担心大约1%的编辑是错误或脱靶的。我想说,就我们的系统而言,发生错误或脱靶的可能性大概是万分之一。”

报道指出,这种方法使用了一种名为“切口酶”的Cas9酶的变体,这种酶只会剪断DNA双螺旋结构中的一条链。比尔说:“我们发现,‘温柔’地切断DNA的一条链比打断双链更有效。”

研究人员在果蝇身上测试了这种方法,这些果蝇的基因突变使它们的眼睛变成白色而不是红色。研究者发现,切口酶系统在多达65%的细胞中纠正了眼睛颜色变异,令果蝇的眼睛呈现红色。使用Cas9的标准CRISPR技术在30%的细胞中纠正了这种变异,使得果蝇的每个眼睛都有一个小红斑。

吉夏尔说:“这真是一个令人难以置信的时刻。我们知道,我们发现了非常了不起的东西。”

该研究团队没有引入额外的DNA片段来作为细胞纠正染色体突变的模板,而是以从另一位亲代那里继承来的另一条染色体作为模板。

通常认为,利用另一条相应染色体修复一条染色体的DNA是不可能的。但最近的一些发现显示,在某些尚未辨明的特别情况下,偶尔也会发生这种情况。

比尔说:“有越来越多的证据表明,如果让哺乳动物细胞中的一条染色体受损,它会以某种方式征用另一条染色体。然后,断裂的区域就会从另一条染色体那里获得一个‘创可贴’。”

他说:“我们的确不明白这是如何实现的。这项工作的一个令人兴奋的部分是,它开辟了发现相关整套组件的途径,这些组件将实现这种新类型的修复。”

如果事实证明这种方法对人类有效,那么它有可能修复任何同疾病相关的基因突变,只要另一条染色体上具备一个健康的副本。这意味着,它无法修复男性X染色体上的变异,因为男性的这条性染色体没有第二个副本。对于两条染色体上都有相同的疾病相关突变的人,这种技术也不会奏效。

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