CRISPR先驅:基因組編輯革命步入新階段
日期:2015-12-28 08:51:36
隨著2015年進入尾聲,各大雜志和網站陸續通過年終盤點來辭舊迎新。CRISPR技術先驅、加州大學伯克利分校的Jennifer A. Doudna在Genome Biology雜志上發表文章指出,基因組編輯領域也到了辭舊迎新的時候。這場革命的初始期已經進入尾聲,正在迎來新的發展階段。
CRISPR-Cas9是細菌在漫長的進化史中演化出的重要防御機制。這個監控體系能夠根據引導RNA的指示,靶標并降解入侵者的遺傳物質。規律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內切酶Cas9的組合,可以在引導RNA的指引下,靶標并切割入侵者的遺傳物質。2012年研究者們利用這一特點,將CRISPR系統發展成了強大的基因組編輯工具。
幾乎所有實驗室都可以很方便的進行CRISPR基因組編輯,你只需要在自己感興趣的細胞或生物中表達Cas9內切酶和引導RNA(gRNA)。內切酶Cas9會在gRNA的指導下引入位點特異性的雙鏈斷裂,然后細胞通過同源重組進行修復,最終改寫基因組的特定位點。
這幾年基因組編輯的勢頭實在很猛,回顧和評論幾乎趕不上它的發展速度。一輪又一輪的重大進展在不斷拓寬基因組編輯的疆域,增加基因組編輯的工具,加深我們對其作用機制的理解。
基因組編輯讓人們對基因組序列有了前所未有的控制。基因組工程的下一個前沿將是,對其他基因組屬性建立類似的精確控制,特別是表觀遺傳學修飾。表觀遺傳學修飾對基因表達影響很大,但人們對其具體功能還知之甚少。 基因組編輯技術可以用來闡明表觀遺傳學修飾的功能和遺傳性,幫助人們開發控制細胞表型和干涉基因組調控的新策略。表觀基因組編輯面臨的關鍵挑戰在于,開發一套操縱表觀遺傳學標簽的合適工具,解讀環境、表觀遺傳學對基因調控的影響。
基因組編輯領域目前面臨的挑戰和機遇主要是:定義基因組編輯工具的適用范圍,明確它們的工作機制,嘗試應用如何加以應用,根據過去的經驗謹慎而明智地發展這些新技術。Genome Biology雜志為此特別制作了基因組編輯特刊,推出了涉及這些挑戰的一系列文章,希望在基因組編輯革命的新時期為研究者們提供全面的視角。Jennifer A. Doudna正是這份特刊的客座編輯之一。
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