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Nature:新型基因编辑工具完成”精准“编辑

在最近一项研究中,哥伦比亚大学的一项新发现可以解决当前基因编辑工具(包括CRISPR)的一个主要缺点,并为基因工程和基因治疗提供了一种强有力的新方法。

他们的新技术称为INTEGRATE,即利用细菌跳跃基因将任何DNA序列准确地插入基因组而不切割DNA。目前的基因编辑工具依赖于切割DNA,但这些切割可能导致错误的发生。

相关结果发表在最近的《Nature》杂志上。

“与引入DNA断裂并依赖细胞来修复断裂的机制不同,INTEGRATE直接在基因组中的精确位置插入用户定义的DNA序列,这是分子生物学家几十年来一直寻求的能力,”作者说道。

(图片来源:Www.pixabay.com)

使用当前工具编辑单元格的基因组就像使用文字处理器编辑一个巨大的文档。通常,研究人员希望在一个特定的DNA碱基序列上做一个小的改变,使基因组的其余部分保持不变。目前最好的工具,使用来自一种细菌CRISPR-Cas系统的组件构建,以特定序列切割DNA分子的两条链。

但切割的完成仅仅是起点,实际的“编辑”是由细胞自身的DNA修复机制完成的,实践中,细胞通常使用研究人员提供的DNA序列来填补空白。

然而,依靠细胞的修复机械有很大的局限性。许多细胞不正确地修复DNA断裂或在过程中引入错误,并且其他细胞甚至可能不具有必要的修复机制。此外,DNA断裂会引发DNA损伤反应,进而可能产生其他不良反应。

在最近的这一研究中,Sternberg和他的学生发现转座子整合到细菌基因组中的特定位点,而不需要通过将DNA切割。重要的是,酶(整合酶)插入DNA的位点完全由其相关的CRISPR系统控制。

研究人员利用这一发现创建了一种基因编辑工具,可以编程将任何DNA序列插入细菌基因组的任何位点。与CRISPR一样,整合酶通过指导RNA找到合适的位点。

通过重新编程指导RNA,Sternberg和他的学生能够精确控制供体DNA整合的位置。通过用其他DNA有效载荷替换转座子序列,它们可以将长达10,000个碱基的序列插入细菌基因组中。因此,与其他基于整合的编辑工具不同,INTEGRATE技术是迄今为止研究的第一个完全可编程的插入系统。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:New gene editor harnesses jumping genes for precise DNA integration

原始出处:Sanne E. Klompe, Phuc L. H. Vo, Tyler S. Halpin-Healy & Samuel H. Sternberg. Transposon-encoded CRISPR–Cas systems direct RNA-guided DNA integration. Nature (2019) https://doi.org/10.1038/s41586-019-1323-z
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