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      新的分子剪刀像GPS一樣改善基因組編輯
      
			
      
				2019-06-12 14:43:07
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      由西班牙研究員吉列爾莫·蒙托亞(Guillermo Montoya)領(lǐng)導(dǎo)的哥本哈根大學(xué)(丹麥)的研究人員發(fā)現(xiàn)了新的分子剪刀Cpf1如何解壓縮和切割DNA。CRISPR-Cas家族的這一成員顯示出高精度，并且能夠像GPS一樣運(yùn)作，以便在復(fù)雜的基因組圖譜中識(shí)別其目的地。Cpf1的高精度將改善這種技術(shù)在修復(fù)遺傳損傷和其他醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)應(yīng)用中的應(yīng)用。
      

      新的分子剪刀像GPS一樣改善基因組編輯
      

      該團(tuán)隊(duì)成功地可視化和描述了Cpf1的工作原理。該蛋白質(zhì)屬于Cas家族并且能夠切割雙鏈DNA，從而允許啟動(dòng)基因組修飾過(guò)程。該研究的結(jié)果發(fā)表在Nature雜志上。
      

      領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的生物化學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域的研究員吉列爾莫·蒙托亞向SINC解釋說(shuō)，新的分子剪刀“將使我們能夠更安全地修改和編輯基因組中的指令，因?yàn)樗哂袠O高的精確度。靶DNA序列識(shí)別。“
      

      用于切割和粘貼基因組序列的CRISPR Cas9系統(tǒng)已經(jīng)被用于修飾動(dòng)物和植物基因組。它還用于治療人類癌癥和視網(wǎng)膜疾病等疾病，其應(yīng)用正在增加。
      

      X射線晶體技術(shù)
      

      世界各地的研究人員正在努力完善這種基因組編輯技術(shù)，目的是使其更加精確和高效。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，他們還專注于其他特異性切割DNA的蛋白質(zhì)，如Cpf1，其操作可將其引導(dǎo)至基因組中的特定位置。蒙托亞的團(tuán)隊(duì)使用X射線晶體學(xué)來(lái)破解控制這一過(guò)程的分子機(jī)制。
      

      “我們使用X射線輻射Cpf1蛋白的晶體，以便能夠以原子分辨率觀察其結(jié)構(gòu)，使我們能夠看到它的所有成分，”該研究的共同作者說(shuō)。“X射線衍射是用于闡明生物分子結(jié)構(gòu)的主要生物物理技術(shù)之一。
      

      “Cpf1的主要優(yōu)點(diǎn)在于其高特異性和DNA的切割模式，因?yàn)榭梢杂眯碌姆肿蛹舻懂a(chǎn)生交錯(cuò)的末端，而不是像Cas9那樣的鈍端斷裂，這有利于插入DNA序列
      

      “這種蛋白質(zhì)的高精度識(shí)別它將起作用的DNA序列的作用就像一個(gè)GPS，將Cpf1系統(tǒng)引導(dǎo)到基因組的復(fù)雜圖譜中以確定其目的地。與用于此目的的其他蛋白質(zhì)相比，它也是非常多才多藝，容易重新編程，“蒙托亞補(bǔ)充道。
      

      遺傳性疾病和腫瘤
      

      他說(shuō)，這些特性使得該系統(tǒng)“特別適合用于治療遺傳性疾病和腫瘤”。
      

      該團(tuán)隊(duì)之前曾與法國(guó)生物技術(shù)公司Celletics合作使用大范圍核酸酶 - 其他蛋白質(zhì)，可以重新設(shè)計(jì)以在特定位置切割基因組 - 來(lái)治療某些類型的白血病。
      

      Montoya補(bǔ)充說(shuō)，這項(xiàng)新技術(shù)“也可用于改造微生物，目的是合成藥物和生物燃料生產(chǎn)中所需的代謝物”。
      
			

			
        
      
			
      
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