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CRISPR剪刀被困住了

在生物技术这些天,CRISPR / Cas9是一个热门话题,因为它作为一种精确的基因编辑工具。在人类重新利用它之前,CRISPR / Cas9是一种内部免疫系统细菌,用于通过切割噬菌体的DNA来抵御噬菌体或感染细菌的病毒。

埃默里大学医学院的科学家和病原体科学的Max Planck部门发现,CRISPR / Cas9的“剪刀”成分有时会卡住。Cas9是一种切割DNA的酶,它也可以在不进行任何切割的情况下阻断基因活性。在致病细菌Francisella novicida中,Cas9调节需要关闭细菌引起疾病的基因。

几年前,Emory微生物学家David Weiss博士及其同事在寻找调节F. novicida毒力的基因时发现了Cas9。F. novicida是引起土拉菌病的细菌的近亲,它在哺乳动物细胞内生长。目前的论文阐明了为什么Cas9对毒力很重要,他的实验室与Emmanuelle Charpentier博士领导的德国研究人员合作,他们在CRISPR / Cas9上的工作使其成为基因编辑工具。

研究人员发现,在新诺氏疟原虫中,Cas9仅调节四种基因,所有这些基因都必须关闭才能使细菌引起疾病。在其DNA剪刀/噬菌体防御作用中,Cas9由与靶标互补的RNA引导。当Cas9用于阻断基因活性时,Cas9使用不同的RNA引导序列,由于其较短的长度,不允许剪刀切割。

在其他类型的细菌中,Cas9似乎对引起疾病的能力也很重要。

“这些研究结果提出了开启和关闭基因可能是Cas9在不同细菌中的广泛功能的可能性,”该论文的第一作者,研究生Hannah Ratner说。“这项研究提出的一个问题是,Cas9抑制转录的能力是否有助于解释大量未识别的Cas9靶标。”

此外,研究人员能够重新设计Cas9来抑制一个新目标,这个基因使得细菌对最后一种抗生素有抗药性,使细菌对抗生素治疗再敏感。

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