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CRISPR先驱Nature子刊揭示重要机制 | Jennifer A. Doudna

2016/09/09 来源:生物通/叶予
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导读
加州大学伯克利分校的研究团队九月五日在Nature Structural & Molecular Biology杂志上发表文章,向人们展示了CRISPR免疫对基因组完整性的保护。


CRISPR是规律成簇的间隔短回文重复(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)的缩写。CRISPR与内切酶Cas是一对好基友,细菌依靠它们组成的防御系统对抗外来侵略者。CRISPR-Cas能够在引导RNA的指引下,靶标并切割入侵者的遗传物质。2012年研究者们利用这一特点,将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。该系统使用简单而且扩展性强,很快便成为了生物学领域最耀眼的明星。

在细菌的CRISPR-Cas适应性免疫系统中,Cas1-Cas2蛋白复合体会捕获30–40bp的外源DNA,将它们整合到CRISPR的间隔区,形成自己的免疫记忆。如果这种外源DNA再次入侵,细菌就能够及时将其剪切,从而保护自身安全。外源DNA整合应当是特异性很强的,不然就会损害基因组或CRISPR序列。然而令人吃惊的是,这种活动在体外显得相当混乱。

加州大学伯克利分校的研究团队九月五日在Nature Structural & Molecular Biology杂志上发表文章,向人们展示了CRISPR免疫对基因组完整性的保护。这篇文章的通讯作者是著名CRISPR先驱Jennifer A. Doudna。Doudna教授是CRISPR技术的共同开发者,曾因这一技术获得了“生命科学突破奖”(Breakthrough Prize),是CRISPR专利的有力竞争者。

研究人员发现,酿脓链球菌(S. pyogenes)II-A型Cas1–Cas2整合酶通过限制整合第二步来维持特异性。在非CRISPR位点,整合会停在位点中间,使反应能够逆转。酿脓链球菌的Cas1–Cas2对旁边的前导重复序列有很高的特异性,能够识别重复序列的回文末端。这项研究指出,DNA插入位点没有此前人们以为的那么普遍,这样可以防止CRISPR免疫适应的毒性,有助于维持基因组的完整性。

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