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《Nature》新型基因編輯工具 跳躍基因可插入長達10,000 個鹼基對

2019.06.16 環球生技雜誌記者/李林璦 編譯

《Nature》新型基因編輯工具 跳躍基因可插入長達10,000 個鹼基對(圖片來源:網路)

《Nature》新型基因編輯工具 跳躍基因可插入長達10,000 個鹼基對(圖片來源:網路)

近日(12),哥倫比亞醫學院(Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons)的科學家們的一項新技術可以解決當前基因編輯工具的缺點,他們將新技術稱為INTEGRATE,利用來自霍亂弧菌(Vibrio cholera)的「跳躍基因」,又稱轉座子,將其改造後,可在不切割DNA的狀態下,將任何DNA序列可靠地插入基因組中,研究人員稱該技術與分子剪刀不同,更像是分子膠。該研究發表於《Nature》。

目前的基因編輯,在切割DNA分子後,是透過細胞自身的DNA修復機制將研究人員定義的DNA序列完成編輯,但依靠細胞的修復機制有很大的侷限性,細胞不正確的修復DNA斷裂,會造成基因編輯發生錯誤。

Sternberg的研究團隊將轉位子的基因插入能力加上修改後的CRISPR系統的基因辨識功能,幫助基因編輯工具找到正確的插入位置。透過重新編程嚮導RNA(gRNA),研究人員精確控制DNA整合位點,可以在不切割DNA的情況下插入長達10,000 鹼基對長度的細菌基因組,因此,與其他基因編輯工具不同,INTEGRATE技術是迄今為止第一個完全可編程的插入系統。

研究人員也以基因定序針對受編輯過後的細菌進行檢測,以確認該基因編輯是否正確,或有無在非預期的位置插入DNA。

INTEGRATE技術提供了一種全新的方法,具有與CRISPR-Cas9相同的可編程性和易使用性,但不會有DNA斷裂相關的副作用。

本研究之通訊作者,哥倫比亞大學生化和分子生物學助理教授Sam Sternberg表示,該技術與CRISPR不同,並非切斷DNA後依賴細胞來自主修復其斷裂,INTEGRATE則是直接在基因組中的精確位置上插入用戶定義的DNA序列,這是分子生物學家幾十年來一直追求的技術。

Sternberg的研究團隊的下一步是測試INTEGRATE技術運用在哺乳動物細胞中,他們相信這項技術在未來,最終可廣泛運用在多項生物技術產品上,如基因療法、基因工程作物與生物製劑上。

參考資料:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190612141309.htm

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1323-z

 

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