利用CRISPR技術進行條件基因調控

特拉華大學(University of Delaware)的一個工程師團隊開發了一種方法，利用CRISPR/Cas9技術在細胞中引發一系列活動，這種現象被稱為條件基因調控。他們的方法被發表在《自然化學生物學》(Nature Chemical Biology)雜誌上，為CRISPR引入了一項新功能，CRISPR是當今最熱門的技術之一。

利用CRISPR技術進行基因編輯因其在醫藥、農業等領域的應用而被稱為「十年來最重大的科學事件之一」。CRISPR可以讓科學家精確地定位和編輯活細胞內的DNA，從而幫助他們糾正導致遺傳疾病的異常。第一批人體臨床試驗正在中國進行。然而，直到現在，科學家們還沒有弄清楚如何在整合來自他們正在研究的細胞內的信息的同時，給CRISPR系統編程以鎖定DNA。

在特拉華大學，戈爾化學工程教授Wilfred Chen和研究生Ka-Hei Siu設計了一種被稱為toeholds -閘門gRNA (thgRNA)的結構，用於大腸桿菌的靶向基因調控。傳統上，在CRISPR/Cas9基因組編輯中，科學家使用一段單鏈核糖核酸(RNA)將Cas9酶導向他們想要靶向的脫氧核糖核酸(DNA)。相反，陳和蕭伯納安裝了一種類似髮夾的結構，可以阻止部分RNA識別DNA。只有一小部分，也就是所謂的「立足點」，暴露出來並能夠與其他RNA結合。然後，Chen和Siu利用細胞內的RNA作為一個觸發器，打開它們的阻斷機制，激活Cas9蛋白，使其能夠結合和調節DNA。「關鍵是我們想要使用一些本地的手機信息，」陳說。「我們希望能夠利用這種天然的細胞反應來調節CRISPR/Cas9蛋白功能，並基本上開發出一種可控的機制，以便相應地調節細胞功能。」

這項技術提供了一種多功能的「即插即用」設計，可以用於誘導基因編輯和調節在各種系統中，陳說。他說:「未來，我們的想法是能夠使用任何一種細胞信使RNA作為激活或失活裝置，這在理論上是理想的。」「你可以想像，我們可以激活某些東西，這取決於細胞是在葡萄糖的作用下生長，還是在缺乏磷酸鹽的情況下生長，還是在高溫或低ph條件下生長。」

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