科普：“基因敲除狗”的來源

近日，中國科學(xué)家利用基因編輯技術(shù)——CRISPR/Cas9，對抑制狗骨骼肌生長的基因（MSTN）進行了敲除，培育出兩只肌肉發(fā)達(dá)的“大力神”狗，成功構(gòu)建了世界首個基因敲除狗模型。

科研人員所使用的“基因編輯技術(shù)”，顧名思義，能夠讓人類對目標(biāo)基因進行“編輯”，實現(xiàn)對特定DNA片段的敲除、加入等。而CRISPR/Cas9技術(shù)自問世以來，就有著其它基因編輯技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢，技術(shù)不斷改進后，更被認(rèn)為能夠在活細(xì)胞中最有效、最便捷地“編輯”任何基因。

一、與諾獎“擦肩而過”的CRISPR/Cas9技術(shù)

這不是CRISPR/Cas9這項明星技術(shù)第一次得到人們的關(guān)注。在此之前，有著“豪華版”諾獎之稱的“2015年度生命科學(xué)突破獎”頒發(fā)給了發(fā)現(xiàn)基因組編輯工具“CRISPR/Cas9”的兩位美女科學(xué)家——珍妮弗·杜德娜和艾曼紐·夏邦杰。二人更是獲得了2015年度化學(xué)領(lǐng)域的引文桂冠獎——素有諾獎“風(fēng)向標(biāo)”之稱，曾被認(rèn)為是今年諾貝爾化學(xué)獎的最有力競爭者。

那CRISPR/Cas9到底是一項什么技術(shù)，為何能夠獲得如此這般青睞，又何以在短短兩三年時間內(nèi)，發(fā)展成為生物學(xué)領(lǐng)域最炙手可熱的研究工具之一，并有近700篇相關(guān)論文發(fā)表？它將來又會如何影響到我們的生活？

CRISPR/Cas9是繼“鋅指核酸內(nèi)切酶（ZFN）”、“類轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶（TALEN）”之后出現(xiàn)的第三代“基因組定點編輯技術(shù)”。與前兩代技術(shù)相比，其成本低、制作簡便、快捷高效的優(yōu)點，讓它迅速風(fēng)靡于世界各地的實驗室，成為科研、醫(yī)療等領(lǐng)域的有效工具。

二、CRISPR/Cas系統(tǒng)的靈感來源

CRISPR/Cas9技術(shù)的靈感來源于細(xì)菌的一種獲得性免疫系統(tǒng)。與哺乳動物的二次免疫應(yīng)答類似，細(xì)菌在抵抗病毒或外源質(zhì)粒入侵時，會產(chǎn)生相應(yīng)的“記憶”，來抵抗該種外源遺傳物質(zhì)的再次入侵，而這種獲得性免疫正是由細(xì)菌的CRISPR/Cas系統(tǒng)實現(xiàn)的。

在細(xì)菌的基因組上，存在著串聯(lián)間隔排列的“重復(fù)序列”，這些重復(fù)序列相對保守，我們稱之為CRISPR序列（Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats—成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列）。

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