揭示基因“”編輯新機(jī)制

21日，《自然》雜志在線發(fā)表了哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院黃志偉教授研究論文。該研究在上揭示了世界上發(fā)現(xiàn)的基因編輯系統(tǒng)CRISPR-Cpf1識別crRNA以及剪切pre-crRNA機(jī)制。該發(fā)現(xiàn)將實(shí)現(xiàn)對DNA的目的基因進(jìn)行“關(guān)閉”“恢復(fù)”和“切換”等操作，將人類戰(zhàn)勝癌癥等疑難疾病夢想向前推進(jìn)一大步。

近年來，研究人員一直在尋找一種可以實(shí)現(xiàn)對DNA“文本”進(jìn)行刪除、替換的簡單易操作方法。2015年底發(fā)現(xiàn)的CRISPR-Cpf1系統(tǒng)被認(rèn)為是一種全新基因編輯工具，但其如何工作、能否被優(yōu)化一直是科研人員攻關(guān)方向。黃志偉團(tuán)隊(duì)通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生化研究手段揭示了CRISPR-Cpf1系統(tǒng)的關(guān)鍵工作機(jī)理，對認(rèn)識細(xì)菌如何通過CRISPR系統(tǒng)抵抗病毒入侵的分子機(jī)理具有重要科學(xué)意義。該系統(tǒng)與原有基因編輯技術(shù)有兩點(diǎn)不同，即剪輯機(jī)制不一樣，識別位點(diǎn)不一樣，對日后優(yōu)化該基因編輯系統(tǒng)意義重大。據(jù)悉，Cpf1也是目前解析的世界上*一個(gè)具有核酸序列特異性且同時(shí)具有DNase和RNase活性的核酸酶。

“艾滋病病毒感染人是因?yàn)槿梭w細(xì)胞中存在病毒受體，新發(fā)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)將病毒受體基因敲除，這樣病毒就無法識別受體，不能感染人類。”黃志偉把crRNA比作制導(dǎo)系統(tǒng)，Cpf1比作彈頭，CRISPR-Cpf1系統(tǒng)能夠在crRNA引導(dǎo)下在人類細(xì)胞內(nèi)剪切目的DNA底物。該研究相當(dāng)于將這顆大自然的彈拆開弄清其工作原理，以便使彈精度大幅提高。