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基因编辑技术增加了新的工具,首次揭示了真核生物中类CRISPR机制


图为Fanzor蛋白(灰、基因技术揭示机制黄、编辑浅蓝、增加真核中类粉)和Fanzor蛋白ωRNA(紫色)及其目标DNA(红色)复合冷冻电镜图。工具非目标DNA链呈蓝色。首次生物图片来源:麻省理工学院。基因技术揭示机制

科技日报记者 张佳欣。编辑

麻省理工学院麦戈文脑研究所、增加真核中类麻省理工学院博德研究所、工具哈佛大学张峰团队在真核生物学中发现了第一个可编程RNA指导系统。首次生物29日在《自然》杂志上发表的基因技术揭示机制一篇论文称,这种基于Fanzor蛋白的编辑系统可以编辑人类基因组,类似于CRISPR。增加真核中类Fanzor蛋白系统比CRISPR-Cas系统更准确,工具预计将成为一种新型的首次生物基因编辑工具,传递给人类细胞。

研究表明,RNA引导的DNA切割机制存在于所有生命王国,包括真核生物。张峰说,这个新系统是精确改变人类细胞的另一种方式,补充了现有的基因组编辑工具。

两年前,团队成员在原核生物中发现了一种RNA可编程系统,名为OMEGA,它通常与细菌基因组中的转移元件或“跳跃基因”有关,并可能产生CRISPR-Cas系统。本研究还突出了原核生物OMEGA系统与真核生物中Fanzor蛋白的相似之处,表明Fanzor蛋白也可能使用RNA指导机制靶向和切割DNA。

在这项研究中,研究人员从真菌、藻类、变形虫物种和北圆蛤中分离出Fanzor蛋白。Fanzor蛋白的生化特性研究表明,它们是切割DNA的核酸内切酶,使用附近的非编码RNA(即ωRNA)靶向基因组中的特定位置。这是第一次在动物和其他真核生物中发现这种机制。

进一步研究发现,Fanzor蛋白可以靶向插入和缺乏编辑人类细胞基因组的特定位点,证明了Fanzor蛋白作为基因组编辑工具的潜力。

通过工程技术,研究人员在蛋白质中引入了一系列突变,使其活性增加了10倍。此外,Fanzor蛋白并没有显示出“附带活性”,即当RNA引导内切酶切割DNA时,相邻的DNA或RNA也会同时降解。这些结果表明,Fanzor蛋白可能被开发成高效的基因组编辑程序。

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