新型编辑酶:“CRISPR工具箱”又一利器

2019年02月11日 来源:科技日报 作者:张梦然

  英国《自然》杂志近日发表了一项遗传学最新研究:美国加州大学伯克利分校科学家报告了一种能调控人类基因组的新型酶CasX,其编辑功能与先前已描述的CRISPR-Cas系统都不相同,这为人类的“CRISPR工具箱”再添一员。

  有“基因魔剪”之称的CRISPR于上个世纪90年代初被发现,并在出现7年后首次用于生化实验,此后迅速成为人类生物学、农业和微生物学等领域研究人员手中最流行的基因编辑工具。与其他基因工程工具相比,CRISPR拥有更精确、廉价,且相对易于使用、功能强大的优点。

  而CRISPR-Cas系统在Cas核酸酶家族成员的帮助下进行基因组编辑,这些酶能切割DNA。Cas9与Cas12a为这项技术奠定了基础,但研究人员也在寻找其他的Cas酶。

  此次,加州大学伯克利分校科学家詹妮弗·唐纳与同事,从地下水的微生物中分离得到了一种此类核酸酶,并将其命名为CasX。CasX的一大重要应用特点,在于其比Cas9或Cas12a都要小得多——不到1000个氨基酸。分析显示,CasX能同时修饰人类和大肠杆菌的基因组。

  研究人员指出,CasX编辑DNA的机制与Cas9或Cas12a的机制在功能上存在差异。CasX的结构具有其他Cas蛋白中未曾发现的特征,比如含有一个参与DNA解螺旋的结构域;其反式切割活性似乎也比其他Cas系统要少。

  科学家总结表示,新发现的CasX不仅小巧,还具有独特的可编程编辑方式,其或具备目前CRISPR-Cas基因组编辑技术所没有的优势。

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