科學(xué)家們已經(jīng)找到了如何修改CRISPR基本結(jié)構(gòu)的方法，以將其范圍擴(kuò)展到基因組之外并擴(kuò)展到所謂的表觀基因組-鎖存在DNA上的蛋白質(zhì)和小分子，并控制何時(shí)或何地打開或關(guān)閉基因。
在2021年4月9日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一篇論文中，加州大學(xué)舊金山分校和懷特海德研究所的研究人員描述了一種基于CRISPR的新穎工具“ CRISPRoff”，它使科學(xué)家能夠關(guān)閉人類細(xì)胞中幾乎任何基因而無需產(chǎn)生任何單一編輯遺傳密碼。研究人員還顯示，一旦基因被關(guān)閉，它在細(xì)胞的后代中將保持?jǐn)?shù)百代的惰性，除非使用稱為CRISPRon的互補(bǔ)工具將其重新打開，這在論文中也有描述。
因?yàn)楸碛^基因組在從病毒感染到癌癥的許多疾病中都起著核心作用，所以CRISPRoff技術(shù)有一天可能會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)大的表觀遺傳學(xué)治療。而且由于這種方法不涉及任何DNA編輯，因此它可能比傳統(tǒng)的CRISPR治療方法更安全，傳統(tǒng)的CRISPR治療方法已知會(huì)對基因組造成有害的和潛在的有害變化。
“雖然基因和細(xì)胞療法是醫(yī)學(xué)的未來，但永久改變基因組仍存在潛在的安全隱患，這就是為什么我們試圖提出其他使用CRISPR來治療疾病的方法的原因，” Luke Gilbert博士說，加州大學(xué)舊金山分校海倫·迪勒家庭綜合癌癥中心教授，新論文的共同資深作者。
將CRISPR從基因組轉(zhuǎn)變?yōu)楸碛^基因組編輯器
傳統(tǒng)的CRISPR配備了兩種分子硬件，使其成為有效的基因編輯工具。DNA片段酶是一種成分，它使CRISPR能夠改變DNA序列。另一個(gè)是歸位設(shè)備，可以在任何感興趣的DNA序列上將其編程為零，從而對進(jìn)行編輯的位置進(jìn)行精確控制。
為了建立CRISPRoff，研究人員放棄了傳統(tǒng)CRISPR的DNA剪切酶功能，同時(shí)保留了歸巢裝置，從而創(chuàng)建了一種能夠靶向任何基因但不對其進(jìn)行編輯的精簡CRISPR。然后他們將酶拴在了這個(gè)準(zhǔn)系統(tǒng)CRISPR上。但是這種酶不是剪接DNA，而是作用于表觀基因組。
新工具針對的是一種特殊的表觀遺傳學(xué)特征，即DNA甲基化，這是表觀基因組的許多分子部分之一。當(dāng)DNA甲基化時(shí)，一個(gè)小的化學(xué)標(biāo)簽稱為甲基，該標(biāo)簽會(huì)被粘貼到DNA上，從而使附近的基因沉默。盡管DNA甲基化自然發(fā)生在所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，但CRISPRoff為科學(xué)家提供了前所未有的對該過程的控制。該論文中描述的另一種名為CRISPRon的工具可去除CRISPRoff沉積的甲基化標(biāo)記，從而使該過程完全可逆。
標(biāo)簽： CRISPR技術(shù)
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