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工欲善其事,必先利其器——基因編輯工具的開發(fā)
基因編輯已經(jīng)被越來越廣泛的用于生物學(xué)的研究和應(yīng)用當(dāng)中,例如合成生物學(xué),基因治療,藥物靶點發(fā)現(xiàn),mRNA剪接,蛋白定向進化等等。我們在使用各種各樣的基因編輯工具時,不禁感嘆這些工具是多么的精巧絕倫。但科研人員發(fā)現(xiàn)基因編輯工具,改進這些工具的功能、效率并非易事。高效、精準、便捷的基因編輯工具,一直是人們夢寐以求的科研神器。
我們熟知的CRISPR系統(tǒng),較常聽到、常見到的是Cas9蛋白,但Cas蛋白并不是只有Cas9,下圖中為Cas蛋白的分類。
Cas蛋白功能分類圖[1]
在如此多的Cas蛋白中,發(fā)現(xiàn)如Cas9、Cas12a、Cas13a等可以作為基因編輯工具的,可謂鳳毛麟角,少之又少。從1987年報道CRISPR重復(fù)序列,到2002年發(fā)現(xiàn)Cas4基因具有核酸外切酶功能,直到2012年發(fā)現(xiàn)Cas9可以通過RNA介導(dǎo)控制基因組編輯,歷經(jīng)20余年。
在CRISPR風(fēng)靡后,對于該系統(tǒng)的開發(fā)并未停止,技術(shù)大牛們又開發(fā)出:
基于CRISPR系統(tǒng),通過sgRNA介導(dǎo)突變后不具有切割活性的Cas9蛋白(dCas9)對于基因表達進行激活或抑制的CRISPRa和CRISPRi技術(shù);
將失去催化活性的Cas蛋白(dCas)或只有切割一條鏈活性的Cas蛋白(nCas)和可作用于單鏈DNA的脫氨酶進行融合,實現(xiàn)對靶點堿基替換的胞嘧啶堿基編輯器(CBE)和腺嘌呤堿基編輯器(ABE)[2];
工欲善其事,必先利其器。對于基因編輯而言,需要基因編輯工具這個金剛鉆。對于基因編輯工具的開發(fā),更需要一把“利器”。Beckman可以為科研工作者提供基因編輯技術(shù)與工具開發(fā)的整套解決方案。