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國際最新研究:一種新的基因編輯技術或比現有技術更有優勢

2024-06-27推薦

中新網北京6月27日電 (記者 孫自法)國際著名學術期刊【自然】最新同期發表兩篇相關生物技術論文稱,研究人員開發出一種新的基因組編輯技術,這種技術能在使用者指定的基因組位點插入、倒位或刪除長DNA序列,能實作這些基本DNA重排的單步法或提供一種更簡易的基因組編輯方法。

這次研究的「橋」重組酶機制示意圖(圖片來自Visual Science)。施普林格·自然/供圖

這一種新的基因編輯技術或比現有技術更有優勢,比如,有望比現有技術進行更精準有效的大規模基因組編輯,以及能介導重組而不是造成需要修復的斷裂。

據論文介紹,用於重排基因組中長DNA序列的可編程系統或成為基因組設計領域的一個有用工具,而大規模基因組重排通常由重組酶(催化DNA斷裂和重組)或轉座酶(將DNA片段從一個位置移動到另一位置)這類酶來完成。如果這些酶可透過編程靶向特定位點,就可能成為有效的基因組編輯工具。

開展這次研究的科學家代表在交流討論(圖片來自Visual Science)。施普林格·自然/供圖

第一篇論文通訊作者、美國加州大學柏克萊分校Patrick D. Hsu和同事及合作者一起,研發出一種將可編程重組酶用於基因編輯的技術,這些重組酶由RNA引導,RNA則作為引導重組酶靶向位點和促進預選編輯的「橋」。

這個RNA「橋」含有一個指定供體DNA序列的區域以及另一個指定基因組插入位點的區域,兩個區域都能透過獨立重編程辨識並結合不同的DNA序列或插入位點,並對不同型別的DNA重排使用一種通用機制。這個「橋」RNA比使用常規重組酶的現有基因編輯技術更易修飾,現有基因編輯技術需利用更復雜的蛋白質-DNA結合位點。

這次研究的可重組「橋」RNA示意圖(圖片來自Visual Science)。施普林格·自然/供圖

另一篇論文共同通訊作者、日本東京大學西增弘誌( Hiroshi Nishimasu)和同事及合作者一起,他們用冷凍電鏡解析了第一篇論文中這種重組酶的結構,並對其作用機制進行了詳細概述。

【自然】同期發表同行專家的「新聞與觀點」文章指出,鑒於這項最新研究演示了對細菌的基因組編輯,後續仍需進一步評估該技術在不同物種和細胞型別中的可行性和安全性,包括哺乳動物細胞。他們認為,該技術「是大規模基因組修飾領域的一次令人欣喜的進步,今後有著許多值得探索的套用」。(完)