生物科学门户网站
BIO1000.COM

对CRISPR Cas9工具的新理解可以改善基因编辑

在短短八年内,CRISPR-Cas9成为基础研究和基因治疗的首选基因组编辑器。但是CRISPR-Cas9还产生了其他潜在强大的DNA操作工具,可以帮助修复导致遗传性疾病的基因突变。

加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员现在已经获得了这些工具中最有前途的工具的第一个3D结构:与DNA结合并且不需切割即可精确地将一个核苷酸替换为另一个的碱基编辑器。

最初创建于4年前的碱基编辑器已用于尝试纠正人类基因组中的单核苷酸突变。现在可用的基本编辑器可以解决大约60%的已知遗传疾病-可能超过15,000种遗传疾病-仅由一个核苷酸的突变引起。

详细的3D结构发表在7月31日的《科学》杂志上,提供了调整基础编辑器的路线图,以使基础编辑器更加通用和可控,可用于患者。

加州大学伯克利分校的博士后研究员加文·诺特(Gavin Knott)说:“我们能够首次观察到一位基本的编辑在行动。”“现在,我们不仅可以了解何时可以使用,什么时候不可以使用,还可以设计下一代基础编辑器,使它们变得更好,更适合临床。”

基本编辑器是一种Cas9融合蛋白,它使用部分失活的Cas9-剪断剪被禁用,因此只能剪切一条DNA链-一种酶,例如,可以激活或沉默基因或修饰DNA的相邻区域。由于这项新研究报告了Cas9融合蛋白的第一个结构,因此可以帮助指导众多其他基于Cas9的基因编辑工具的发明。

“实际上,我们第一次看到基本编辑器表现为两个独立的模块:拥有具有特定性的Cas9模块,然后具有为您提供活动的催化模块,”前UC Berkeley的Audrone Lapinaite说博士后研究员,现为坦佩亚利桑那州立大学的助理教授。“从这个基础编辑者那里得到的结构与其目标结合在一起,实际上为我们提供了一种思考Cas9融合蛋白的方法,使我们知道了Cas9的哪个区域更适合融合其他蛋白。”

Lapinaite和Knott最近是澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的研究员,并且是该论文的第一作者。

一次编辑一个基准

2012年,研究人员首次展示了如何重新构建细菌酶Cas9,并将其转变为从细菌到人类的所有类型细胞的基因编辑工具。CRISPR-Cas9是加州大学伯克利分校生物化学家詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)和她的法国同事Emmanuelle Charpentier的创意,数十年来首次改变了生物学研究并将基因治疗带入临床。

科学家很快选择了Cas9来生产其他一系列工具。基本上,Cas9是蛋白质和RNA的混合物,它精确地靶向特定的DNA片段,然后像一把剪刀一样精确地将其剪断。剪刀的功能可以被破坏,但是,允许Cas9靶向并结合DNA而无需切割。这样,Cas9可以将不同的酶运送到DNA的目标区域,从而允许这些酶操纵基因。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。