科技日?qǐng)?bào)訊 （記者陳丹）一個(gè)國(guó)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(guò)程,。這項(xiàng)發(fā)表于5月27日（北京時(shí)間）美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》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(cè)序細(xì)菌和90%已測(cè)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(cè)和切斷外來(lái)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(huì)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(lái)DNA。
    基因工程師們意識(shí)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(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功對(duì)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(guò),，人類基因組有30億個(gè)堿基對(duì),，要準(zhǔn)確鎖定某個(gè)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(gè)拼錯(cuò)的單詞,。因此,，研究人員為Cas9這把“基因剪刀”找了一個(gè)與目標(biāo)基因匹配的RNA（核糖核酸）作為“導(dǎo)航儀”。在這個(gè)靶向過(guò)程中,，Cas9拉開DNA鏈,，并插入RNA，使之形成了一個(gè)被稱為R環(huán)的特定序列結(jié)構(gòu),。
    在最新研究中,，英國(guó)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(guò)特別改裝的顯微鏡對(duì)R環(huán)模型進(jìn)行了檢測(cè)。顯微鏡下的單個(gè)DNA分子被磁場(chǎng)拉伸著,，通過(guò)改變DNA受到的扭力,，他們能夠直接觀測(cè)由單個(gè)CRISPR酶介導(dǎo)R環(huán)形成的過(guò)程。這使得這個(gè)過(guò)程中以前不為人知的一些步驟畢現(xiàn)無(wú)疑,，也讓研究人員能夠探討DNA堿基對(duì)序列對(duì)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(shuō)：“我們進(jìn)行的單分子實(shí)驗(yàn)加深了有關(guān)DNA序列對(duì)R環(huán)形成的影響的認(rèn)識(shí)。這將有助于未來(lái)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(duì)我們最終利用這些工具來(lái)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(shuí)裁出,，免疫系統(tǒng)似剪刀,。Cas9蛋白酶，本來(lái)是原始生命用來(lái)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(guò)改造顯微鏡，看清了Cas9破拆單個(gè)DNA的全過(guò)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(lái)或許一針下去就解決了。