國際雜志Cell上的研究報(bào)告有望調(diào)整基因編輯工具CRISPR改善其工作效率
2007年,基因編輯工具CRISPR的引入為醫(yī)學(xué)科學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域帶來了巨大變革,但即使這種工具的潛力巨大,然而后期CRISPR技術(shù)的推出引發(fā)了科學(xué)家們在倫理相關(guān)問題、技術(shù)準(zhǔn)確性及副作用等方面的巨大爭論。
近日,一項(xiàng)刊登在國際雜志Cell上的研究報(bào)告中,來自諾和諾德基金會中心的科學(xué)家們通過研究闡明了一種CRISPR技術(shù)—Cas12在分子水平下的工作機(jī)制,其或許就能能基因編輯過程進(jìn)行調(diào)整來達(dá)到特定的預(yù)期效果。研究者Guillermo Montoya教授說道,如果我們把CRISPR比作是汽車發(fā)動機(jī)的話,我們要做的就是對這個(gè) 發(fā)動起進(jìn)行3-D圖譜的繪制,并深入理解其作用機(jī)制,這將能幫助我們調(diào)節(jié)CRISPR引擎,并使其在多方面發(fā)揮作用。
分子影像
文章中,研究人員利用一種所謂的低溫電子顯微鏡(cryoEM)來繪制該技術(shù)的圖譜,最近哥本哈根大學(xué)建成的cryoEM“工廠”就能夠建立一套先進(jìn)的技術(shù),以此來促進(jìn)研究人員在CRISPR-Cas12a切割DNA鏈時(shí)拍攝分子的形狀,同時(shí)研究人員還能將該技術(shù)與名為單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)技術(shù)相結(jié)合使用,后者能直接觀察到分子的運(yùn)動以及每一種蛋白的序列事件。
除此之外,這一系列事件也向研究人員揭示了CRISPR工具的三個(gè)部件,這些工具都能夠改變形狀才能夠準(zhǔn)確切割DNA。研究者Nikos Hatzakis教授說道,我們的研究結(jié)果表明,基因組所發(fā)生的一系列精確事件就會導(dǎo)致基因編輯的發(fā)生,這三個(gè)部件的工作原理類似于機(jī)場的安檢,你必須按照正確的順序完成所有的檢查。
本文研究或能幫助解釋為何CRISPR技術(shù)通常會給基因組帶來副作用,一旦DNA鏈被切割,這三個(gè)安全檢查關(guān)口依然處于開放狀態(tài),這可能會導(dǎo)致這一過程的持續(xù)時(shí)間超過預(yù)期,因?yàn)榛蚓庉嫳澈蟮臋C(jī)制會持續(xù)運(yùn)行,并可能會導(dǎo)致基因發(fā)生改變。然而研究人員相信,通過對基因編輯技術(shù)進(jìn)行微調(diào)或許就能改變這一現(xiàn)狀。
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