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北京时间12月23日凌晨,美国加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna和同事在Nature杂志上发表题为“New CRISPR–Cas systems from uncultivated microbes”的论文,她们发现了两种新型简单CRISPR-Cas基因编辑系统:CRISPR–CasX 和CRISPR–CasY。[1]


Nature:Jennifer再发现最小CRISPR-Cas系统,已提交专利申请

Nature:Jennifer再发现最小CRISPR-Cas系统,已提交专利申请

研究团队直接对地下水、土壤、婴儿肠道和其它各种环境中的微生物进行研究,通过与CRISPR-Cas9类比,在这些非培养物的基因组中发现了CRISPR–CasX 和CRISPR–CasY基因编辑新系统。加州大学就论文中的基因编辑新系统,向美国专利商标局提交了临时专利(provisional patent)申请。

在CRISPR-Cas系统中,Cas蛋白是剪刀。当靶向特定的DNA序列时,Cas蛋白结合并切断双链DNA。CRISPR-Cas9是目前最成熟也是应用最广的类型。CRISPR–CasX 和CRISPR–CasY系统中的关键蛋白与Cas9大致相同,但比Cas9小。CasX仅由980个氨基酸组成,CasY约为1,200个氨基酸,是目前已知最小的CRISPR-Cas系统。 如果这些系统能像CRISPR-Cas9一样被重新改造,体积小的特点可以让它们更容易插入细胞的DNA进行编辑,为研究人员和医生增加了可供选择的基因编辑工具,因此具有非常明显的基因编辑潜力。

研究团队随后对CRISPR–CasX 和CRISPR–CasY这两种系统在实验室进行了功能检测,其活性得到了证实。在大肠杆菌中,这两种系统均可以与DNA相互作用,阻断遗传物质。但是这些系统是否能真正变成有效的基因编辑工具,还有待于更深入的DNA切割、哺乳动物细胞等进一步研究,Doudna和她的同事们目前正在开展此项研究工作。

此外,她们还在古菌域中首次发现了CRISPR-Cas9系统,而过去学术界一直认为原核生物没有此类基因编辑系统。

在过去的十年里,文章共同通讯作者Jillian Banfield和她的同事一直在收集来自不同地点的微生物,提取DNA并重构这些微生物的基因组。基于Terabase测序和全基因组分析,她希望找到新的CRISPR系统。

约40%的细菌可以使用CRISPR获得免疫特性,但大多数CRISPR-Cas系统通过使用一系列复杂的Cas蛋白来切割病毒DNA。Doudna第一次将从化脓性链球菌分离出来的Cas9重新设计,使其简化并应用于细菌中。到目前为止,已知报道能切割DNA的Cas II型系统蛋白成员有Cas9、Cpf1和C2c1,另外还有C2c2可以切割RNA,C2c3可能切割DNA。

CRISPR-Cas系统因其操作简便、靶向精准等特点已经成为目前最前沿的基因编辑技术。但由于该系统有缺乏特异性、脱靶效应的缺点,国内外许多科学家都在致力于开发一种更有效的基因编辑技术。



来自生物360
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共 0 个关于【Nature:Jennifer再发现最小CRISPR-Cas系统,已提交专利申请】的回复 最后回复于 2016-12-23 18:18

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