內(nèi)切酶經(jīng)過(guò)改造可以成為強(qiáng)大的DNA編輯工具，比如ZFN、TALEN、風(fēng)頭正勁的CRISPR–Cas系統(tǒng)和引起爭(zhēng)議的NgAgo技術(shù)。不過(guò)這些技術(shù)都是通過(guò)序列識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)靶向切割的，會(huì)受到序列偏好的限制。
南京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)九月十五日在Genome Biology雜 志上發(fā)表了一項(xiàng)突破性成果。他們開(kāi)發(fā)了結(jié)構(gòu)引導(dǎo)的DNA編輯新技術(shù)，不再受到靶序列的限制。這篇文章的通訊作者是南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院的周國(guó)華 （Guohua Zhou）研究員、南京大學(xué)模式動(dòng)物研究所的趙慶順（Qingshun Zhao）教授和朱敏生（Minsheng Zhu）教授。
FEN1（flap endonuclease-1）是一種識(shí)別3’ flap結(jié)構(gòu)的內(nèi)切酶。研究人員將FEN1與Fn1（Fok I）的剪切結(jié)構(gòu)域結(jié)合起來(lái)，制造了結(jié)構(gòu)引導(dǎo)的DNA編輯工具——SGN。SGN（structure-guided endonuclease）能夠識(shí)別靶序列與向?qū)NA（gDNA）形成的3’ flap結(jié)構(gòu)，通過(guò)Fn1二聚化對(duì)靶序列進(jìn)行切割。研究顯示，一對(duì)gDNA可以引導(dǎo)SGN在斑馬魚(yú)胚胎的基因組中正確切割報(bào)告基因和內(nèi)源基因。這項(xiàng)研究指 出，SGN能特異性識(shí)別和捕獲目標(biāo)，準(zhǔn)確切割任何DNA序列。
CRISPR–Cas原本是細(xì)菌抵御病毒的重要武器，現(xiàn)在它已經(jīng)成為了基因組編輯的強(qiáng)大工具。CRISPR–Cas不僅操作簡(jiǎn)便，而且還有著很強(qiáng)的可擴(kuò)展 性，被廣泛應(yīng)用到各種生物中，催生了大量的研究成果。CRISPR激活（CRISPRa）和CRISPR抑制（CRISPRi）特別適合分析非編碼RNA 的具體功能。前不久，The Scientist雜志聯(lián)合CRISPR的開(kāi)發(fā)者和使用者共同編寫(xiě)了使用CRISPRa和CRISPRi的入門(mén)指南，幫助研究者們更好的研究和調(diào)節(jié)基因組 的編碼和非編碼區(qū)域。
Molecular Cell雜志此前曾推出技術(shù)特刊，介紹了生物學(xué)領(lǐng)域近年來(lái)出現(xiàn)的新興技術(shù)。其中一篇文章對(duì)RNAi、TALEN和CRISPR這三大基因組編輯工具的核心 技術(shù)進(jìn)行了全面比較，并且為基因功能研究提供了一份實(shí)用指南。研究者們可以根據(jù)自己的需要，簡(jiǎn)單直觀的找到最適合自己的技術(shù)。
今年五月，河北科技大學(xué)的生物學(xué)家韓春雨（Chunyu Han）在Nature Biotechnology雜志上發(fā)布了一種可以替代CRISPR–Cas的基因組編輯技術(shù)，NgAgo。他的研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)，NgAgo酶可以實(shí)現(xiàn)DNA 引導(dǎo)的哺乳動(dòng)物基因組編輯。這項(xiàng)成果一經(jīng)發(fā)表就引起了國(guó)內(nèi)外的強(qiáng)烈關(guān)注，至今爭(zhēng)議不斷。
作者簡(jiǎn)介：
周國(guó)華 1998年5月獲清華大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。先后在日本留學(xué)5年，從事基因檢測(cè)新技術(shù)的研究�，F(xiàn)任南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院（南京總醫(yī)院）藥理科主任，研究 員，主任藥師。中國(guó)藥科大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)、南京醫(yī)科大學(xué)博士生導(dǎo)師。為江蘇省“科教興衛(wèi)工程”藥學(xué)領(lǐng)域唯一的領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。
趙慶順 南京大學(xué)遺傳學(xué)與發(fā)育生物教授、博導(dǎo) 1990.7-1992.7 南京大學(xué) 生物系 助教；1992.7-1996.7 南京大學(xué) 生物科學(xué)與技術(shù)系 講師；2001.7-2003.2 杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, USA）分子遺傳學(xué)和微生物學(xué)系 博士后；2002.8-2006.6 南京大學(xué) 模式動(dòng)物研究所 副教授；2006.6-現(xiàn)在 南京大學(xué) 模式動(dòng)物研究所 教授 (2007年4月起聘為博導(dǎo))
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