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自然快速评审基因魔剪家族添新成
?加州大学伯克利分校的分子生物学家JenniferDoudna是最早发现CRISPR-Cas9的科学家之一。Credit:CaileyConner,加州大学伯克利分校
撰文
赵政东(上海科技大学博士研究生、《知识分子》编译小组成员)
责编
尹宁陈晓雪
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“基因魔剪”CRISPR-Cas系统因其操作简便、靶向精准等特点已经成为全球各大实验流行的基因编辑技术。12月23日凌晨,《自然》(Nature)在线发表一项研究“来自非培养微生物的新的CRISPR-Cas系统”(NewCRISPR-Cassystemsfromuncultivatedmicrobes),报告了两种新的CRISPR-Cas基因编辑系统:CRISPR–CasX和CRISPR–CasY。这项发现来自于加州大学伯克利分校地质微生物学家吉利安·班菲尔德(JillianF.Banfield)和分子生物学家詹妮弗·杜德纳(JenniferDoudna)两个实验室的联合研究。
詹妮弗·杜德纳是最先发现CRISPR-Cas这一技术的科学家之一,但CRISPR-Cas的专利归属一直存在争议。值得注意的是,针对此次论文中的最新发现,詹妮弗等人已向美国专利及商标局提交了临时专利(provisionalpatent)申请。临时专利申请是在最后或完全的申请完成前向专利局递交的一种临时或过渡申请。其规定所针对的对象主要是已经脱离基础理论阶段,具有应用前景和潜在商业价值,但还不能申请专利的成果。如果一项成果的应用前景还不明朗,可以先申请临时专利,待进一步研究后再申请正式专利。
?吉利安·班菲尔德(JillianF.Banfield)在科罗拉多采集数据,CRISPR-CasX系统便发现于她采集到的细菌中,RoyKaltschmidt于年拍摄,来源:berkeley.edu
CRISPR–Cas系统中的核心成员之一是Cas(即CRISPRassociatedprotein),它是一种切割DNA的酶,是“基因魔剪”中的剪刀。
?RNA介导的CRISPR-Cas9系统定向基因组修饰作用机制示意图。Cas9内切酶是一种DNA内切酶,很多细菌都可以表达这种蛋白,Cas9内切酶能够为细菌提供一种防御机制,避免病毒或者质粒等外源DNA的侵入。利用Cas9内切酶家族来靶标和剪切外源DNA的II型CRISPR/Cas免疫系统来进行有效的靶向酶切。Cas9内切酶必须在向导RNA分子的引导下对DNA进行切割,这是因为这些向导RNA分子含有与靶DNA序列互补的序列,称之为PAM序列。Cas9内切酶在向导RNA分子的引导下对特定位点的DNA进行切割,形成双链DNA缺口,然后细胞会借助同源重组机制(homologousre头上白癜风怎么治疗北京治疗白癜风到哪里去最好