Science:新方法在活细胞中改变基因组

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2013年1月4日讯 --来自MIT Broad研究所和Rockefeller大学的研究者发展了一种新的方法，能够在活细胞内精确地增减基因，从而操作基因组。研究人员称，这项技术可以提供一种简单易行，并且相对低价的方法来从事各项研究，包括设计能够产生生物能源的有机体，设计动物模型来研究人类疾病，发展新的治疗方法等。

研究人员通过对一系列细菌蛋白进行修饰而创造除了这种新型的基因组编辑技术。这些细菌蛋白原本是细菌用于抵抗外源病毒入侵的。MIT脑认知研究中心的副研究员张峰称，科学家们使用这种方法可以同时操作多个基因位点，实现在新插入位点的大规模调控。这项研究在线发表在1月3号的Science上。

这项新方法使用细菌内天然存在的蛋白质-RNA系统，它们原本被用来识别和剪切病毒DNA。研究人员制造出一种DNA编辑复合体，其中包括一种称为Cas9的核酸酶，可以与短RNA序列结合。这些短RNA序列被设计成与基因组中特定位置序列相对应，两者匹配结合后，Cas9核酸酶就可对基因片段进行切割。这项方法的神奇之处在于，研究者可以通过设计不同的短RNA序列来特异性地操作不同位点的基因.






doi:10.1126/science.1231143

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Multiplex Genome Engineering Using CRISPR/Cas Systems

Le Cong, F. Ann Ran, David Cox, Shuailiang Lin, Robert Barretto, Naomi Habib, Patrick D. Hsu, Xuebing Wu, Wenyan Jiang, Luciano A. Marraffini, and Feng Zhang

Functional elucidation of causal genetic variants and elements requires precise genome editing technologies. The type II prokaryotic CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) adaptive immune system has been shown to facilitate RNA-guided site-specific DNA cleavage. We engineered two different type II CRISPR systems and demonstrate that Cas9 nucleases can be directed by short RNAs to induce precise cleavage at endogenous genomic loci in human and mouse cells. Cas9 can also be converted into a nicking enzyme to facilitate homology-directed repair with minimal mutagenic activity. Finally, multiple guide sequences can be encoded into a single CRISPR array to enable simultaneous editing of several sites within the mammalian genome, demonstrating easy programmability and wide applicability of the CRISPR technology.