科学家推出了著名基因编辑工具的新版本，一种可以暂时“暂停”特定基因而不是永久关闭它的基因。
CRISPR 革命始于 2012 年，当时詹妮弗·杜德纳和艾曼纽·查彭蒂埃- 现在- 发表了他们的发现新的基因编辑技术比之前尝试过的任何方法都更准确、更高效。 CRISPR 从此改变了基因研究，最近被对于患有血液疾病的人。
最初的 CRISPR 系统的工作原理是识别 DNA 的特定序列，然后切割 DNA 链的该部分，从而有效地永久关闭该基因。不幸的是，这种技术存在风险，例如“脱靶”切割会切入错误的基因。
然而现在，立陶宛维尔纽斯大学的研究人员推出了一种新的、更通用的遗传工具包，称为 IV-A 型 CRISPR 系统。 10 月 29 日发表在期刊上的一项研究对此进行了描述，该系统以无常的方式使基因失活，使研究人员能够更好地控制基因活动。
IV-A 型 CRISPR 系统不会切割 DNA。 “IV-A 型系统的分子活性确实独一无二，”资深研究作者帕特里克·波什维尔纽斯大学遗传学研究员兼教授在一封电子邮件中告诉《生活科学》。 “大多数其他 CRISPR 系统……一旦找到一个基因，就会切割它，仅此而已！相比之下，IV-A 型系统持续作用于感兴趣的基因，有效地按摩其 DNA，如果你愿意的话。”
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IV-A型系统是，并在多种的 ，科学家们报告了该系统的一般运作方式。在他们的新研究中，Pausch 和他的同事揭示了 IV-A 型 CRISPR 系统中分子的详细结构。他们使用冷冻电子显微镜，这是一种用电子轰击冷冻蛋白质以创建分子 3D 图像的技术。
研究人员表明，通过解开DNA的双螺旋，IV-A型系统可以稳定但可逆地抑制基因的活性，而无需切割其DNA。
“这项技术的强大之处在于它可以在不改变 DNA 序列的情况下沉默基因表达，”瑞安·杰克逊犹他州立大学的生物化学家并没有参与这项研究，他在一封电子邮件中告诉《生活科学》。 “这种策略在研究实验室中特别有用，科学家可能希望暂时沉默表达，然后重新打开表达以观察结果。”
波什说，他们的研究为该系统的未来迭代奠定了基础。 “我们描述了这一活动背后的分子过程，使我们能够使该系统适应下一代基因组编辑应用，”他说。论文中描述的系统使用一类酶来解旋 DNA，但也可以使用不同的酶。例如，有些酶可以调整表观遗传学影响给定基因，是指影响基因活性而不改变其 DNA 序列的因素。
该系统还可以沉默远离原始 DNA 目标序列的基因。这是因为研究人员使用了一种名为 DinG 的酶，它能够解开 DNA 双螺旋，然后沿着 DNA 链移动。
杰克逊指出，“这种‘长距离’沉默机制不同于其他依赖于与要沉默的序列直接相互作用的现有方法。这样的工具可以帮助科学家更好地理解控制基因活性的复杂方式。” 。
未来，Pausch 和他的同事希望填补更多关于该系统如何工作的缺失细节，特别是 CRISPR 和酶分子在抑制基因时如何改变形状。在此之后，该团队希望开始探索该技术的潜在治疗应用。
他们看到该系统应用于医学的一种方式是作为下一代基因组编辑器的平台。这些编辑器可以直接编辑 DNA 代码中的一对字母；暂时增加或减少特定基因的表达；或编辑“表观基因组。”这些工具可以在临床上用于治疗疾病，以及农业方面提高产量或减少食物浪费。
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