Science：重大突破！新CRISPR工具可切割、拼接整個染色體

設想一下，一個文字處理軟體僅可以讓你改變文章中的字母或單詞，當你試圖剪切或重新排列整段文字時，這時就會非常令人頭疼。

CRISPR/Cas 模擬圖 圖片來源於網路

自2012年以來，基因編輯工具CRISPR/Cas9使科學家以驚人的精度定位和修改DNA。這些能力帶來了重組DNA技術、轉基因生物和基因療法。但這項技術存在著一個限制，只能在單個基因內進行改變，生物學家一直面臨開頭類似字母軟體那樣的限制。

發表在8月30日的《science》雜誌上新研究，科學家們對CRISPR進行了調整，並將其與其他工具結合起來，已經開發出新的工具，能夠切割和剪接大塊染色體，並從不同的菌株中組裝新的合成基因組。

新論文令人興奮異常，對合成生物學來說是一個巨大的進步，與之前的基因編輯工具不同，新工具能夠對長鏈DNA進行許多精確的切割，而不會留下任何疤痕。研究人員還改變了另一種稱為λ-RED重組酶的著名的工具，這樣就可以把原始染色體的末端(減去去掉的部分)粘在一起，並把去掉的部分的末端融合在一起。兩條環狀DNA鏈都受到核酸內切酶的保護。這項技術可以在其他細胞中創造不同的圓形染色體對，然後研究人員可以隨意交換染色體，最終將他們選擇的任何片段插入原始基因組。

這項研究結果，對合成生物學、計算生物學和生物計算等領域具有重大意義，並可能導致對多種疾病的更好治療。同時也使研究人員能夠創造出合成的物種，產生非自然生物所製造的分子。

圖片來源於網路

然而，考慮到監管障礙和倫理複雜性，使用CRISPR編輯人類基因組的大片段不太可能很快實現。畢竟，科學家們還沒有完全意識到對DNA進行小規模編輯的後果，更不用說大規模的切割了。

生物倫理學家艾倫·雷根伯格在接受採訪時表示:「我們並不總是完全理解我們正在做出的改變。即使我們做了我們想做的改變，它是否會做我們想做的，而不做我們不想做的事情，仍然存在疑問。」

參考資料：

1. New CRISPR tools can cut, splice whole chromosomes

2. Forget single genes: CRISPR now cuts and splices whole chromosomes

3. Programmed chromosome fission and fusion enable precise large-scale genome rearrangement and assembly

本文系原創編譯，轉載請註明來源

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