英國《自然》雜志12日在線發(fā)表的論文稱，美國科學家團隊開發(fā)出一種完全可編輯的CRISPR-Cas基因組編輯系統(tǒng)，其可以介導DNA精準插入基因組。該方法無需在靶DNA中產(chǎn)生雙鏈斷裂，避免了由此導致的遺傳編碼的非預期改變。
CRISPR-Cas系統(tǒng)又稱“基因魔剪”，自問世以來迅速成為生物科學領域的游戲規(guī)則改變者。不過，傳統(tǒng)的CRISPR-Cas基因組編輯系統(tǒng)，要利用一個向?qū)NA將細菌蛋白質(zhì)靶向定位到需要改變的特定基因組位點。這種系統(tǒng)通過造成DNA的雙鏈斷裂來插入新的遺傳信息。然而修復雙鏈斷裂所需的機制，有時候很容易出錯，這幾乎成為阻礙CRISPR-Cas技術發(fā)展的絆腳石。
此次，美國哥倫比亞大學科學家薩姆·斯登伯格及其同事證明，一種源自霍亂弧菌（Vibrio?cholerae）的CRISPR-Cas系統(tǒng)，可以在不產(chǎn)生雙鏈斷裂的情況下實現(xiàn)DNA的插入。
研究人員發(fā)現(xiàn)，一種Tn7樣轉(zhuǎn)座子編碼的蛋白質(zhì)，能夠利用向?qū)NA和CRISPR系統(tǒng)Cascade復合物，幫助介導轉(zhuǎn)座子序列直接整合到大腸桿菌的基因組中。CRISPR系統(tǒng)參與了促進轉(zhuǎn)座子在基因組內(nèi)的擴散——這一過程也被稱為“跳躍”，其促進了科學家對轉(zhuǎn)座過程的全新認識。
此外，研究人員表示，該系統(tǒng)還為提高CRISPR基因組編輯特異性提供了一種全新替代方式，未來這一系統(tǒng)將可用于基因療法以及作物工程等同類領域。這項研究同時有助于加深科學家對CRISPR機制的進一步理解，提高基因編輯的效率。