Mol Cell：新型基因编辑技术可让CRISPR-Cas9按顺序编辑DNA

2021年2月28日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现了一种新的基因编辑技术，可以随着时间的推移对序列剪切或编辑进行编程。相关研究结果近期发表在Molecular Cell期刊上，论文标题为“Sequential Activation of Guide RNAs to Enable Successive CRISPR-Cas9 Activities”。

图片来自Molecular Cell, 2021, doi:10.1016/j.molcel.2020.12.003。

CRISPR是一种基因编辑工具，它允许科学家们改变细胞中的DNA序列，有时还可以添加所需的序列或基因。CRISPR使用一种名为Cas9的酶，它的作用就像剪刀一样，在DNA中的所需位置精确地进行切割。一旦切割后，细胞修复DNA断裂的方式就会受到影响，从而导致DNA序列发生不同的改变或编辑。

CRISPR系统的基因编辑功能的发现是在2010年代初被描述出来的。仅仅几年时间，科学家们就就迷上了这样的一种技术：在实验中，引导CRISPR靶向细胞中几乎所有的DNA序列，或者靶向细胞中许多不同的位点。

论文共同通讯作者、伊利诺伊大学芝加哥分校医学院生物化学与分子遗传学副教授Bradley Merrill说，“目前可用的基于CRISPR的编辑系统的一个缺点是，所有的编辑或切割都是一次性完成的。没有办法引导它们，让它们一个接一个地按顺序发生。”

Merrill及其同事们开发的这种新方法涉及使用称为向导RNA（gRNA）的特殊分子，gRNA在细胞内引导Cas9酶，并确定Cas9将在那里进行切割的精确DNA序列。他们将他们特别设计的gRNA分子称为“proGuide”，这些分子允许使用Cas9对DNA进行程序化的顺序编辑。

虽然proGuide仍处于原型阶段，但是Merrill及其同事们计划进一步发展他们的概念，并希望科学家们能够很快使用该技术。

Merrill说，“对在多个位点预编程Cas9按序激活的能力为生物研究和基因工程引入了一种新的工具。时间因素是人类发育的关键因素，也是疾病进展的关键因素，但目前对这些过程进行基因研究的方法并不能有效地利用时间因素。我们的系统允许以预编程的方式进行基因编辑，使得科学家们能够更好地研究时间敏感的过程，比如癌症是如何从几个基因突变中发展起来的，以及这些突变发生的顺序如何影响这种疾病。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Ryan Clarke et al. Sequential Activation of Guide RNAs to Enable Successive CRISPR-Cas9 Activities. Molecular Cell, 2021, doi:10.1016/j.molcel.2020.12.003.

2.UIC researchers invent new gene-editing tool
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/uoia-uri022321.php