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科学家们发现基因编辑系统“关闭开关”

2017年01月04日 09:49:45   来源:腾讯科学

 科学家们发现基因编辑系统“关闭开关”

  研究者们寻找了具有靶向功能的细菌,这是一种能够让某些病毒渗透Cas9的防御机制,将病毒基因注入细菌的基因组中的菌株

  据国外媒体报道,近年来,越来越多科学家与公众对基因编辑技术表现出了极大的担忧,担心该技术可能会引发不可预料的后果,或是被用作制造生物武器。最近,研究者们发现了一组可以作为Crispr-Cas9系统“关闭开关”的蛋白质,可以杜绝这些后果。这个反Crispr蛋白质不仅可以防止可能发生的意外,科学家们还表示,如果该技术不幸落入恐怖分子手中,这个蛋白质还可以作为“故障保护装置”,以防被滥用。加利福尼亚大学旧金山分校的研究者们表示,这个“关闭开关”可以在被广泛使用的Crispr-Cas9基因编辑系统中生效。

  在众多可能的应用领域中,Crispr-Cas9最有可能被用来治疗家族遗传疾病。它存在于一种名为SpyCas9的蛋白质中,作为DNA的“修剪器”,为了找出“关闭开关”,科学家们研究了产生Crispr-Cas9本身的反应过程。Joseph Bondy-Denomy实验室的Benjamin Rauch表示,正如Crispr技术是从细菌本身的抗病毒防御机制中研发而来的一样,我们也可以利用反Crispr蛋白质,使病毒能够绕过细菌的防御机制。为此,研究者们寻找了具有靶向功能的细菌,这是一种能够让某些病毒渗透Cas9的防御机制,将病毒基因注入细菌的基因组中的菌株。

  科学家们假设这种病毒肯定有反Crispr基因编码。如果没有,科学家们表示,Cas9会切除被病毒入侵的基因组,以达到杀死病毒的目的。Joseph Bondy-Denomy表示,Cas9其实并不聪明。如果不是被设计好,它甚至可能会切除细菌本身的DNA。因此我们寻找了Crispr-Cas9本该会针对的细菌本身细胞的菌株,事实上,细胞没有自我毁灭就是正式Crispr系统没有被激活的证据。科学家们寻找了李斯特菌属近300个菌株,李斯特菌属常常与食物传染病有关,科学家们在这些菌株中发现了大约9个此类现象。

  在之后的研究中,他们发现了四种不同的反Crispr蛋白质,都能阻止李斯特菌属Cas9蛋白质被激活。科学家们表示,这与SpyCas9非常相似。研究者们表示,这些结果表明这些蛋白质就是Crispr-Cas9基因编辑系统的抑制剂。Rauch表示,下一步将在人体细胞中研究,这些抑制剂是否能够通过减少脱靶影响来提高基因编辑的准确性。我们还希望能弄明白这些抑制剂是如何阻碍Cas9的基因导向功能的,并继续研究出更多更好的Crispr抑制剂。(罗辑/编译)

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