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      科學(xué)家調(diào)整CRISPR以加速基因組編輯
      
			
      
				2019-04-23 09:55:03
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      強(qiáng)大的基因編輯工具CRISPR通過允許科學(xué)家以非常精確的方式剪切和修補(bǔ)DNA，徹底改變了研究。但追蹤這些變化對(duì)基因功能的影響可能非常耗時(shí)。研究人員目前一次分析每個(gè)編輯，這個(gè)過程可能需要數(shù)周時(shí)間。
      

      科學(xué)家調(diào)整CRISPR以加速基因組編輯
      

      現(xiàn)在，加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員已經(jīng)調(diào)整了這項(xiàng)技術(shù)，使他們能夠在目前分析一些基因編輯的過程中監(jiān)測(cè)數(shù)萬種基因編輯的結(jié)果。據(jù)Nature Genetics報(bào)道，這一發(fā)展將提高科學(xué)家識(shí)別最有可能損害細(xì)胞和導(dǎo)致疾病的遺傳變化的能力。
      

      “多年來，科學(xué)家們一直使用CRISPR切割許多基因，”首席作者，加州大學(xué)洛杉磯分校大衛(wèi)格芬醫(yī)學(xué)院人類遺傳學(xué)主席Leonid Kruglyak說。“但是缺乏同時(shí)編輯許多基因的CRISPR方法。我們的實(shí)驗(yàn)室是第一個(gè)開發(fā)大規(guī)模技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室，用于在人體細(xì)胞結(jié)構(gòu)的細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。”
      

      他指出，以前的研究已經(jīng)對(duì)細(xì)菌細(xì)胞進(jìn)行了平行編輯，細(xì)菌細(xì)胞的組織方式與人體細(xì)胞不同。
      

      CRISPR結(jié)合了一種稱為Cas9的剪刀狀蛋白和一種像獵犬一樣的引導(dǎo)分子，可以嗅出基因組中精確的位點(diǎn)。在那里，Cas9剪斷DNA，使靶基因失效?？茖W(xué)家們還可以插入一片新DNA來編輯基因的序列并修補(bǔ)Cas9制作的切片。
      

      “對(duì)于CRISPR正確地對(duì)基因組進(jìn)行編輯，每個(gè)細(xì)胞都需要接受正確的指導(dǎo)和補(bǔ)丁組合，”第一作者M(jìn)eru Sadhu說，他是Kruglyak實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員。“同時(shí)向數(shù)千個(gè)細(xì)胞正確地傳遞這些對(duì)構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的科學(xué)難題。”
      

      加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員發(fā)明了一種方法，將數(shù)千個(gè)指南物理連接到他們的伴侶補(bǔ)丁，從而可以將完美匹配的集合傳遞給每個(gè)細(xì)胞。
      

      為了測(cè)試這種方法，Kruglyak和Sadhu研究了一類懷疑對(duì)細(xì)胞有害的基因突變。
      

      研究人員在酵母中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，這非常適合CRISPR的大規(guī)模研究。響應(yīng)基因改變的細(xì)胞變化在酵母中很快發(fā)生并且易于觀察。
      

      在一瓶液體中培養(yǎng)出數(shù)百萬個(gè)酵母細(xì)胞后，科學(xué)家們使用CRISPR為每個(gè)細(xì)胞提供一套定制的配對(duì)指南和貼片，同時(shí)探索大約10,000種不同突變的影響。每個(gè)指南和補(bǔ)丁指示CRISPR在哪里剪切基因以及要引入的編輯。
      

      四天后，研究小組確定了哪些細(xì)胞死亡或存活。
      

      “我們驚訝地發(fā)現(xiàn)一些被認(rèn)為對(duì)細(xì)胞功能至關(guān)重要的基因?qū)嶋H上并非如此，”薩杜說。“在其他基因中，只有一部分蛋白質(zhì)是必需的，而其余的蛋白質(zhì)可以切斷，細(xì)胞仍能存活。”
      

      加州大學(xué)洛杉磯分校的團(tuán)隊(duì)希望他們的技術(shù)能夠幫助科學(xué)家迅速將最具破壞性的遺傳編輯與無害的遺傳編輯區(qū)分開來。
      

      “我們現(xiàn)在可以用數(shù)千種不同的方式編輯基因組，同時(shí)觀察對(duì)細(xì)胞的正面或負(fù)面影響，”Kruglyak說，他也是霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所的調(diào)查員。“我們的最終目標(biāo)是幫助科學(xué)家們了解疾病的遺傳罪魁禍?zhǔn)?，讓醫(yī)生做出明確的診斷并讓患者獲得最有效的治療。”
      
			

			
        
      
			
      
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