基因编辑技术CRISPR有升级版

根据《细胞》杂志9日在网上发表的一篇论文，美国whitehead Institute的Jonathan weismann等人设计了一种新的基因编辑技术，称为CRISPRoff，它可以在不改变DNA序列的情况下“沉默”某些基因，从而高特异性地控制基因表达。这种“升级”的基因编辑技术为研究表观遗传机制、治疗重大疾病和开发新冠肺炎疫苗提供了强有力的工具。

近十年来，CRISPR-Cas9基因编辑技术给基因工程带来了革命性的变化。工作模式是一个单链导向RNA导致Cas9蛋白在DNA链上切割产生微小的断裂，细胞现有的修复机制会修复这些漏洞。然而，这将改变潜在的DNA序列，并导致细胞遗传物质的永久变化。另外，它依赖于细胞的内部修复机制，结果难以控制。

“有了这种新的CRISPRoff技术，你可以编写一个简单的程序来表达蛋白质，这些蛋白质将被细胞记住并无限期地执行。”参与这项研究的加州大学旧金山分校助理教授卢克吉尔伯特说。

基因的表观遗传学是指基因可能由于DNA链的化学变化而被沉默或激活，甲基化是DNA的主要表观遗传修饰。DNA甲基化是指甲基化学标记附着在DNA基因上，表示它们已经准备好被开启或关闭。

研究人员构建了一个可以模仿天然DNA甲基化的表观遗传学编辑器，在RNA的引导下，可以将甲基附着到DNA的特定位点，标记的基因就会被沉默(关闭)。因此该技术被命名为“CRISPRoff”，相反的过程为“CRISPRon”，可以在不改变DNA序列的情况下，逆转去甲基化酶的沉默效应。这项技术不仅适用于蛋白质编码基因，也适用于控制基因表达的非蛋白质编码基因。

魏斯曼说，这种简单的基因编辑工具可以有效地沉默大多数基因，而不会破坏任何同质基因。这项技术足够稳定，可以在数百个细胞分裂和遗传中操作，并且是完全可逆的，因此是控制基因表达的良好工具。

几十年来，生物学家手中的基因编辑工具不断升级。以往的基因编辑工具如锌指酶、TALEN等操作复杂，难以掌握。因此，缺乏易用的基因编辑工具一直是困扰整个生物领域的一大难题。之后CRISPR-cas9诞生，用更简单的操作改变了现状。如今，CRISPRoff技术再次登台，科学家们有了一个方便的基因编辑工具。