
日前,《自然》子刊《Nature Biotechnology》上刊發了一項來自華人學者的重要研究。來自伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(UIUC)的華人學者趙惠民教授團隊開發出了一項全新的CRISPR技術,它有望極大加速基礎研究的進程。
“過去,研究人員需要花上好幾年,才能敲除掉酵母里的每一個基因,” 趙惠民教授說道:“利用我們的CHAnGE技術,只要大約一個月的時間,一個人就能做出酵母整個基因組的突變體。”
我們知道,在經典的遺傳學中,想要了解一個基因有什么功能,最常規的方法,就是敲除這個基因,然后觀察生物出現了什么異常。這個思路在過去的幾十年里屢試不爽,為生物學的進步做出了重要貢獻。但不可否認,這個思路本身也存在著技術上的瓶頸。
在經典模式生物釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中,基因與基因之間的間隔非常近,甚至會出現基因重疊的現象:一條基因里的DNA片段,同時也參與了另一條基因的組成。這就給常規的基因敲除手段帶來了不便。可以想象,如果移除某一條基因的片段,很有可能也會影響到另一條基因。這樣一來,我們就無法精準地知道單條基因的作用。
為了突破這個瓶頸,趙惠民教授團隊結合CRISPR/Cas9基因編輯技術,以及同源修復技術,開發出了一種叫做CHAnGE的工具。它能依靠CRISPR/Cas系統的高精確性,對單個基因的單個“字母”進行刪除。這樣一來,被影響的基因會由于出現“移碼突變”而被敲除,相鄰的基因則不受影響。
“我們能在整個基因組里引入單堿基的突變。這能給相鄰的基因功能造成最小的干擾,幫助我們研究單個基因的重要性,” 趙惠民教授評論道:“這是前所未有的精準度?!?/p>
開發完這項工具后,趙惠民教授團隊也建立了一個突變酵母的文庫。任何研究人員只要花上50美元,就能獲得帶有特定突變的酵母。
除了加速基礎研究之外,研究人員指出,這項技術在工業上也有著實際應用。目前,酵母能協助人類生產乙醇、藥物、以及其他工業級的化學品。通過對酵母基因更深的認識,我們有望培育出有高產量的酵母,提高生產效率。
在CRISPR領域,已有多名華人學者做出了重要的學術貢獻。我們祝賀趙惠民教授團隊的這項研究登上《Nature Biotechnology》,也期待未來能有更多華人學者帶來新的突破!(生物谷Bioon.com)
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