新的CRISPR酶突变被证明几乎是原来的100倍

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新的CRISPR酶突变被证明几乎是原来的100倍

CRISPR-Cas9基因编辑系统是一个极其强大的工具,但仍有一些问题需要解决。其中一个主要问题是偏离目标的编辑,这可能会产生严重的后果。现在,研究人员发现了一种CRISPR酶的特殊突变,其精确度几乎是最常用的突变的100倍。

CRISPR基因编辑是基于细菌的防御系统,在这个系统中,细菌使用一种特殊的酶来剪掉病原体DNA的一部分,并将其储存起来以备将来参考。下次遇到病原体时,系统就会识别出它,并更好地准备抗击它。

科学家们设法利用这个系统作为一种方便的基因工程工具。CRISPR-Cas9利用这种机制来筛选目标基因组中的特定DNA序列(比如可能导致疾病的DNA序列),然后将其切除,有时用更有利的序列替代。

为了做到这一点,该系统使用一个与目标序列结合的引导RNA,触发Cas9酶在那里切割。但这并不总是像它应该的那样精确。研究表明,如果序列足够相似,向导RNA有时会结合到错误的位置。编辑错误的DNA可能会引发各种各样的问题。

因此,由中国温州医科大学的研究人员领导的这项新研究开始调查是否存在更精确的这种酶。为了进行研究,该团队生成了许多Cas9的不同突变,然后测试他们在非常相似但错误的序列中挑出目标序列的能力。

果然,他们找到了他们要找的东西。一种变异尤其突出,因为它能够过滤掉与预期目标相差仅一个碱基对的不匹配。研究小组说,这使得它比原始酶精确93倍。

经过仔细研究,他们也发现了为什么它会更好。基本上,突变影响了酶的识别区域,从而削弱了引导RNA和Cas9之间的接触。这意味着需要更强的配对才能触发切割——有效地确保只有正确的序列才能完成切割。

该研究的首席研究员冯谷说:“避免脱靶分裂是发展CRISPR用于医疗干预的一个关键挑战,例如纠正遗传疾病或靶向癌细胞。”“我们的研究结果为开发更安全的基因治疗策略指明了方向。”