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Nature: 利用CRISPR的基因进化平台

来源: 发布日期:2018-08-10

  美国加州大学的研究者于201881日在《自然》期刊上发表文章,描述了一种利用CRISPR技术的促进细胞内特定基因进化的平台。这个名为“EvolvR”的新系统可以让研究者在选中的基因组中进行DNA碱基重组,从而筛选合适的变异。该研究拓宽了生物技术的无限可能,例如构建将废弃物高效转化为生物燃料的酵母,开发人类疾病新的治疗方法。 

  DNA的自然变异是随机的,理论上,在无限长的时间内,DNA碱基的每一种可能的变异都将存在。然而,人类发展史上,仅很小一部分的变化将会呈现。而EvolvR可以在一天内让一个基因经历整个进化过程。研究者每次仅对一个基因进行干扰,就可以实现对大量的变异进行取样。 

  该系统基于可编程的DNA切割蛋白Cas9,研究人员将Cas9结合到DNA聚合酶上。Cas9经编程后在可以在DNA中找到特定的靶序列,在其中一条DNA链上产生一个切口,DNA聚合酶将“错误地”移除这条链并用新的DNA替换它,从而产生 “随机突变”。研究者利用该方法可以构建出数百万种不同的序列组合。EvolvR不像许多其他技术那样断裂DNA双链,双链断裂对许多细胞都是有害的;它也不需要复杂的DNA修复通路,许多有机体没有这些复杂的DNA修复通路。因此,这种工具应当可以在任何物种中使用。该系统的另一个优势在于,研究者可以不断地富集好的性状,加速“自然进化”过程。 

  研究者下一步将EvolvR与高通量CRISPR筛选相结合,有望实现在一次实验中给数千个不同的基因提供多样化,创造出全新的功能。 

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