基因剪刀剪切DNA過程首次捕獲

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來源：科技日?qǐng)?bào)

2019-07-10

據(jù)最新一期《自然·結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)》雜志報(bào)道，科學(xué)家們首次在精確切割DNA鏈的過程中捕獲了酶的高分辨率三維圖像。使用低溫電子技術(shù)捕獲的圖像顯示了有關(guān)基因編輯工具CRISPR-Cas9如何工作的新信息，這將有助于研究人員開發(fā)出可以更高效、更精確地改變目標(biāo)基因的工具。

負(fù)責(zé)研究的加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)研究員斯里蘭姆·薩博蘭曼尼埃姆表示，能夠如此詳細(xì)地了解Cas9酶如何切割和編輯DNA鏈令人興奮。這些圖像為人們提供了提高基因編輯過程效率的寶貴信息，從而有望在未來更快、更準(zhǔn)確地糾正導(dǎo)致疾病的DNA突變。

CRISPR-Cas9是一種基因編輯工具，其中Cas9酶就像一對(duì)能夠切割DNA鏈的分子剪刀。一旦酶在特定位點(diǎn)切割DNA，就可以進(jìn)行插入和編輯，從而改變DNA序列。

為了更好地理解基因編輯過程中涉及的事件順序，薩博蘭曼尼埃姆團(tuán)隊(duì)使用低溫電子顯微鏡技術(shù)對(duì)Cas9酶進(jìn)行了成像。這些圖像提供了Cas9酶在DNA切割過程中發(fā)生的分子運(yùn)動(dòng)步驟，包括在釋放之前仍然附著在酶上的切割的DNA快照。

參與研究的美國伊利諾伊大學(xué)研究員米蘭·斯莫諾維奇表示，使用Cas9酶開發(fā)更好的基因編輯工具的主要障礙之一就是沒有任何實(shí)際切割DNA的圖像資料。研究產(chǎn)生的高清晰圖像，可觀察到酶的主要結(jié)構(gòu)域在反應(yīng)過程中是如何移動(dòng)的，這將成為重要的改進(jìn)目標(biāo)。

該研究得到了美國國家癌癥研究所、國立衛(wèi)生研究院、伊利諾伊大學(xué)臨床和轉(zhuǎn)化科學(xué)中心及加拿大卓越研究主席項(xiàng)目的資助。

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