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Science:张锋参与发表CRISPR综述,揭秘“魔剪”19个亚型

2016/08/18 来源:生物探索
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导读
8月5日,Science杂志发表了题为“Diverse evolutionary roots and mechanistic variations of the CRISPR-Cas systems”的综述文章,讨论了近期揭示CRISPR-Cas复杂分子机制相关的研究,同时,还简要回顾了基于CRISPR应用的最新进展。


John van der Oost教授

8月5日,Science杂志发表了题为“Diverse evolutionary roots and mechanistic variations of the CRISPR-Cas systems”的综述文章,讨论了近期揭示CRISPR-Cas复杂分子机制相关的研究,同时,还简要回顾了基于CRISPR应用的最新进展。荷兰瓦赫宁根大学的John van der Oost教授是这一综述的通讯作者,CRISPR技术先驱者张锋是该文的共同作者。

过去几年中,对不同CRISPR-Cas系统结构和功能特征的大量研究揭示出,这些系统包含了许多同源组件,共享了相同的机制,但也显示出了巨大的差异性。综述第二部分重点介绍了CRISPR-Cas的多样性、分类以及进化等方面的内容。根据cas基因谱和Cas蛋白的序列相似性,CRISPR-Cas系统被统分为2大类(classes),细分为6个类型(types)和19个亚型(图1、图2)。


图1:Modular organization of the CRISPR-Cas systems(来源:Science)


图2:Evolutionary scenario for the CRISPR-Cas systems(来源:Science)

据介绍,CRISPR介导的适应性免疫包括3个步骤:适应、表达和干扰。综述第3-5部分重点介绍了这3个步骤相关的研究进展。

最后一部分内容中,作者们回顾了CRISPR-Cas近几年的一些应用进展。他们表示,开发基于Cas酶的基因组编辑技术的全部潜能(包括用于疾病治疗)需要面对的一个主要挑战是,如何确保有效的、组织特异性的传递。此外, 异种真核细胞中Cas9表达的长期影响仍然是未知的,编辑人类基因组涉及的道德问题也必须被充分考虑。

近几年,CRISPR技术飞速发展,除了“老将”CRISPR-Cas,科学家们还开发出了多种新的基因编辑系统,包括CRISPR/Cpf1系统、仅靶向RNA的CRISPR/C2c2系统,以及只编辑单个碱基的改造版CRISPR/Cas9系统等。

除了在基础研究领域连续取得突破,基于CRISPR的转化应用也在不断发展中。前几年,CRISPR先驱者们纷纷设立公司,成为最早一批致力于将CRISPR技术应用于人类疾病治疗的团队。近期,全球科学界涌现出了一批新的科学家团队,也在尝试利用这一“魔剪”开发疾病治疗方案,其中包括被广泛报道的宾夕法尼亚大学的Carl June团队,以及华西医院卢铀教授团队。

值得注意的是,CRISPR技术除了拥有这些“正面新闻”,还有一些备受争议的方面,比如基因编辑人类胚胎、基因编辑食物、被列为大规模杀伤性与扩散性武器等。当然,任何新技术的发展和应用都会被反复地讨论,CRISPR技术的真正价值还需要进一步探索和验证。

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