科学家用视频显示实时CRISPR基因编辑

基因编辑技术：

基因编辑是指对基因组进行定点修饰的一项新技术。利用该技术，可以精确地定位到基因组的某一位点上， 在这位点上剪断靶标 DNA 片段并插入新的基因片段。此过程既模拟了基因的自然突变， 又修改并编辑了原有的基因组， 真正达成了“编辑基因” 。

1987 年，Ishino 等在 K12 大肠杆菌的碱性磷酸酶基因附近发现串联间隔重复序列，随后发现这种间隔重复序列广泛存在于细菌和古细菌的基因组中。经过几十年的研究，在 2007 年终于证明这种重复序列与细菌获得性免疫的关系。



在这个系统中，只凭借一段 RNA 便能识别外来基因并将其降解的功能蛋白引起了研究者的兴趣。直到 2012 年，Jinek 等第一次在体外系统中CRISPR/Cas9 为一种可编辑的短 RNA 介导的 DNA 核酸内切酶，标志着 CRISPR /Cas9 基因组编辑技术成功问世。

CRISPR：规律成簇的间隔短回文重复（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats），是大多数细菌及古细菌中的一种获得性免疫方式。 现在使用的 CRISPR/cas 9 系统是由最简单的 Type II CRISPR 改造而来，该系统由单链的 Guide RNA 和有核酸内切酶活性的 Cas 9 蛋白构成。

应用

传统的改造动植物品种的转基因技术是将外源 DNA 片段插入受体的基因组中，改造基因功能，使其表达优良的性状，获得人类需要的品种。基因编辑技术则可以进行定点修饰， 达到高效定向。

Shukla 等对玉米进行肌醇磷酸激酶 1(inositol phosphate kinase 1，IPK1)基因的修饰，使其对除草剂的耐性增强，在发育的种子中肌醇磷酸盐表达谱也发生了与预期一样的改变。

Townsend等以烟草中的丙酮醇合酶(acetolactate synthase)基因 SuR (SuRA和SuRB)位点为靶标，育成了对咪唑啉酮(imidazolinone)除草剂和对磺脲(sulphonylurea)除草剂都有抵抗力的新品种。

杜邦先锋通过应用 CRISPR-Cas 先进育种技术开发出了全球首款商业化农产品，这种新一代的优良杂交糯玉米预期将可在五年内向美国种植者提供，目前仍有待通过田间试验和监管审查。

你想看基因编辑到底是怎么进行的？

近日，日本金泽大学（Kanazawa University）的科研人员利用高速原子力显微镜（high-speed atomic force microscopy）对 CRISPR-Cas 在实时工作环境下进行了拍摄，让您了解 CRISPR-Cas 到底是如何工作的。他们的研究结果发表在了 Nature communications 点击原文阅读可查看其论文。

作者随文章附带了几个视频，可到网站去查看：www.nature.com/articles/s41467-017-01466-8





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