科技日報訊 （記者陳丹）一個國際研究小組在了解酶如何“編輯”基因方面取得了重要進(jìn)展：觀察到了一類被稱為CRISPR的酶綁定并改變DNA（脫氧核糖核酸）結(jié)構(gòu)的過程,。這項(xiàng)發(fā)表于5月27日（北京時間）美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上的研究成果有望為糾正人類的遺傳疾病鋪平道路。    CRISPR意即“成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)”,，在上世紀(jì)80年代才首次為人們所認(rèn)知,。到目前為止,，已發(fā)現(xiàn)40%已測序細(xì)菌和90%已測序古細(xì)菌的基因組存在這種重復(fù)序列，而且細(xì)菌已開發(fā)出一套可以探測和切斷外來DNA的免疫策略,。其機(jī)理大致如此：CRISPR序列與很多病毒,、噬菌體或者質(zhì)粒的DNA序列同源，受到攻擊的細(xì)菌會以相匹配的DNA為目標(biāo)進(jìn)行自然防御,。它們所采用的手段,，就是利用一種名為Cas9的內(nèi)切酶，裂解外來DNA,。
    基因工程師們意識到,，如果將細(xì)菌的CRISPR-Cas9系統(tǒng)插入其它生物體細(xì)胞，它們也能夠?qū)δ繕?biāo)DNA進(jìn)行切割,。就在去年,，這一革命性的基因編輯技術(shù)收獲了一系列成果：多個研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功對人體、小鼠,、斑馬魚,、大米,、小麥等細(xì)胞中的基因進(jìn)行刪除,、添加,、激活或抑制等操作，從而證明該技術(shù)的廣泛適用性,。
    不過,，人類基因組有30億個堿基對，要準(zhǔn)確鎖定某個目標(biāo)DNA,，工作量大致相當(dāng)于從一套23卷的《百科全書》中找出一個拼錯的單詞,。因此，研究人員為Cas9這把“基因剪刀”找了一個與目標(biāo)基因匹配的RNA（核糖核酸）作為“導(dǎo)航儀”,。在這個靶向過程中,，Cas9拉開DNA鏈，并插入RNA,，使之形成了一個被稱為R環(huán)的特定序列結(jié)構(gòu),。
    在最新研究中，英國布里斯托爾大學(xué)和立陶宛生物技術(shù)研究所的科學(xué)家使用經(jīng)過特別改裝的顯微鏡對R環(huán)模型進(jìn)行了檢測,。顯微鏡下的單個DNA分子被磁場拉伸著,，通過改變DNA受到的扭力，他們能夠直接觀測由單個CRISPR酶介導(dǎo)R環(huán)形成的過程,。這使得這個過程中以前不為人知的一些步驟畢現(xiàn)無疑,，也讓研究人員能夠探討DNA堿基對序列對R環(huán)形成的影響。
    布里斯托爾大學(xué)生物化學(xué)系教授馬克·斯茲克澤爾昆說：“我們進(jìn)行的單分子實(shí)驗(yàn)加深了有關(guān)DNA序列對R環(huán)形成的影響的認(rèn)識,。這將有助于未來合理地重新設(shè)計(jì)CRISPR酶,，以提高其精確度，將脫靶效應(yīng)（即在不需要的地方引起基因變異）降至最低,。這對我們最終利用這些工具來糾正患者的遺傳疾病至關(guān)重要,。”
     總編輯圈點(diǎn)：
    不知基因誰裁出，免疫系統(tǒng)似剪刀,。Cas9蛋白酶,，本來是原始生命用來防御生物入侵的防御性武器，但卻被人類變成進(jìn)攻利器,。它在人類手中猶如火箭彈,，威力巨大，使用方便,。但它精確度有限,，容易誤切人類不希望影響的基因段?？茖W(xué)家們此次通過改造顯微鏡,，看清了Cas9破拆單個DNA的全過程,。這樣，人們就能將火箭彈改造成導(dǎo)彈,，指哪兒打哪兒,。曾經(jīng)讓患者絕望的遺傳病，未來或許一針下去就解決了,。