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      基因編輯的發(fā)展歷程

      2016-05-30 10:48:04郭曉強
      科學 2016年5期
      關鍵詞:核酸酶限制性同源

      郭曉強

      基因編輯從傳統(tǒng)的基因打靶,到改進的嵌合核酸酶技術,再到最新的RNA或DNA指導的核酸酶技術,取得了快速發(fā)展,為生命科學研究和臨床應用提供了簡捷有效的操作工具。其應用潛力巨大,但仍須解決脫靶等相關技術問題。

      DNA是遺傳信息載體,基因是一段具特定生物學功能的DNA片段,決定生物體生老病死等各種生命過程?;蚓庉嫞╣ene editing)指根據(jù)科研或臨床實際需要對目的基因(亦稱靶DNA)進行插入、移除或替換等精確遺傳操作,從而達到預定目的(引入或修復突變)之過程。鑒于基因在正常發(fā)育和疾病發(fā)生中的重要性,這項研究的意義不言而喻。而要完成基因編輯,工具必不可少,多種核酸內切酶的發(fā)現(xiàn)為各種技術的發(fā)明提供了可靠保證。在此基礎上基因編輯技術經(jīng)歷了多階段的發(fā)展過程并顯示了多方面的應用前景。

      限制性內切酶的發(fā)現(xiàn)與應用

      故事要從1950年代講起。1952年,意大利裔美國微生物學家盧里亞(S.E.Luria,1969年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者)發(fā)現(xiàn)了細菌限制一修飾現(xiàn)象。同一種噬菌體對不同菌株具有不同的感染力,如極易感染大腸桿菌C菌株的入噬菌體對K菌株感染力僅是對C菌株的千分之一,因此將大腸桿菌K菌株抵抗入噬菌體感染稱為“宿主控制的噬菌體限制”,但對這種現(xiàn)象的機制缺乏了解。

      1962年,瑞士科學家阿爾伯(W.Arber)提出解釋細菌修飾一限制機制的假說。他推測細菌內存在兩類酶,一類為核酸內切酶,可特異識別噬菌體DNA并進行剪切,從而限制入侵;另一類為DNA甲基化酶,對自身DNA相應序列進行甲基化修飾,破壞核酸內切酶的自我識別,從而避免“誤傷”。

      1968年,阿爾伯和美國梅塞爾森(M.S.Meselson)同時從大腸桿菌鑒定出核酸內切酶,該酶可識別特定DNA序列,但是在隨機位置上剪切DNA,不具特異性,稱為Ⅰ型限制性內切酶。

      1970年,美國微生物遺傳學家史密斯(H.O.Smith)和同事又從嗜血流感細菌(Haemophilusinfluenzae)中分離得到一種核酸內切酶,該酶可特異識別噬菌體雙鏈DNA并發(fā)揮剪切作用,但對細菌DNA無效,符合阿爾伯當初的預測。史密斯和同事還鑒定出該酶的識別及剪切序列。該酶被命名為HindⅡ,這是人類發(fā)現(xiàn)的第一個Ⅱ型限制性內切酶。HindⅡ的發(fā)現(xiàn)引起科學界極大關注,從而掀起了一場尋找Ⅱ型限制性內切酶的熱潮。另一方面,限制性內切酶的巨大應用潛力不久就被史密斯同事內森斯(D.Nathans)發(fā)現(xiàn)和首先開發(fā)。

      1970年,內森斯利用史密斯贈予的限制性內切酶HindⅡ對猿猴病毒40(SV40)環(huán)形DNA進行酶切,獲得大小不同的11個DNA片段(意味著SV40基因組含有10個HindⅡ的識別與剪切位點),首次獲得了SF40基因組的限制性內切酶圖譜。

      1978年,阿爾伯、史密斯和內森斯因“限制性核酸內切酶的發(fā)現(xiàn)及分子遺傳學應用”而分享諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。限制性內切酶的發(fā)現(xiàn)及應用為DNA研究提供了重要工具,它們被稱為“DNA操作的手術刀”。

      DNA重組和基因工程

      在內森斯切開SV40 DNA基礎上,美國斯坦福大學生物化學家伯格(P.Berg)又往前邁進了一大步。

      1972年,伯格在體外用限制性內切酶將SV40DNA和噬菌體DNA分別切開,嗣后又借助DNA連接酶將它們重新連接為整體,從而首次在體外實現(xiàn)了兩個不同來源DNA的人工重組,伯格因這項成就分享1980年諾貝爾化學獎。不久,科恩(S.N.Cohen)和博耶(H.Boyer)進一步把重組DNA轉入大腸桿菌,開啟了基因工程大門。重組DNA和基因工程的成功,推動了生物技術領域的快速發(fā)展,更重要的是給科研人員提供了無限想象空間,即人類可以用技術手段對DNA進行主動操作,這奠定了今天基因編輯的思想基礎。

      同源重組與基因打靶

      最早的基因編輯利用機體自身的同源重組(homologous recombination)。同源重組是指兩段相似或相同序列的DNA發(fā)生交換的現(xiàn)象,主要用于DNA雙鏈斷裂后修復,此外還是減數(shù)分裂期新序列產生的基礎。早在1947年,美國微生物學家萊德伯格(J.Lederberg。1958年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者)就在細菌中發(fā)現(xiàn)了遺傳重組現(xiàn)象,1970年代在哺乳動物中也鑒定成功,但對于機體內部的同源重組是否可應用于人工遺傳操作,人們不得而知。

      1980年代初,意大利裔美國遺傳學家卡佩基(M.R.Capecchi)堅信同源重組可應用于細胞內DNA的操作。他首先獲得一種攜帶新霉素抗藥基因缺陷的細胞系(添加新霉素可造成細胞死亡),然后通過顯微注射方式將正常新霉素抗藥基因導入細胞,結果細胞恢復了抗性。實驗也證實,通過同源重組方式可完成基因替換。與此同時,另一位美國科學家史密西斯(O.Smithies)完成了珠蛋白的同源重組實驗。1987年,多家實驗室在小鼠胚胎干細胞上利用同源重組實現(xiàn)基因替換和引入突變,并最終制備成功疾病模型。這種技術一般稱為基因打靶(gene targeting)。隨后經(jīng)過完善與改進,該技術在生命科學多個領域中得到廣泛應用,卡佩基、史密斯以及另外一位科學家也因此分享2007年度的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

      雖然基因打靶技術取得巨大成功,但是該技術存在一個明顯缺陷,就是在正常情況下,哺乳動物細胞和模式動物體內的同源重組發(fā)生率極低,因此基因打靶技術成功率不高。后來發(fā)現(xiàn),DNA雙鏈斷裂(double-strand break,DSB)可使同源重組效率大大提高,于是研究人員開始尋找增加細胞內DSB發(fā)生的策略,他們的眼光重又回到限制性內切酶。

      大范圍核酸酶

      然而,傳統(tǒng)的限制性內切酶也存在一個巨大不足,其大部分識別位點在4~6個堿基對(base pair,bp)。這對體外短片段DNA的操作問題不大,但對基因組層面的操作則問題多多。以剪切6bp的內切酶為例,理論上平均4096(46)個堿基就存在一個剪切位點。如果將這類酶應用于人基因組(30億堿基對)的編輯,理論上一次可產生7.3×105個以上斷裂點;若要保證切割位點唯一性,則須識別16個堿基(416≈43億)以上(隨后發(fā)展的多種基因編輯技術的常見識別位點在20個上下),傳統(tǒng)限制性內切酶顯然無法應用。幸運的是,自然界還存在一類特殊的核酸內切酶。

      大范圍核酸酶(meganuclease)亦稱歸巢核酸內切酶(homing endonuclease),存在于原核生物和真核生物的線粒體/葉綠體等當中,大部分由內含子編碼。大范圍核酸酶可特異識別DNA長片段,一般在12~40bp之間,在數(shù)量上能滿足需求。1985年,一種大范圍核酸酶I-SceI被發(fā)現(xiàn),它可特異性識別18 bp的DNA片段,在此基礎上將DNA切開而產生雙鏈斷裂。1990年代,I-SceI被用于輔助基因編輯,可使傳統(tǒng)基因打靶效率大大提高。

      但大范圍核酸酶在基因編輯的應用方面有重大瓶頸。首先,天然大范圍核酸酶種類有限,對于人類大部分基因找不到相應的酶識別;而新找一個識別給定序列的大范圍核酸酶,其機會實在太渺茫。其次,改進的余地也有限。大范圍核酸酶的識別與剪切兩種功能利用同一結構域,改造識別結構域就會影響剪切活性,因此最終找到理想的酶是一項幾乎無法完成的任務??茖W家必須尋找新的策略。

      鋅指核酸酶(ZFN)

      1981年從海床黃桿菌(Flavobacteriumokeanokoites)中分離得到一種傳統(tǒng)的IIS型限制性內切酶,被命名為FokI。相對于其他限制性內切酶,F(xiàn)okI擁有自己獨特的結構,含兩個相對獨立的結構域,一個是N端的DNA結合結構域(可特異識別5-GGATG-3),另一個為c端的DNA剪切結構域。此特征為工程化改造提供了良機。因識別序列太短(僅5bp),天然FokI酶自然也無法應用于基因編輯,但相對獨立的剪切結構域倒是可以作為DNA“剪刀”,跟具有識別功能的其他結構域聯(lián)合使用。

      轉錄因子是一類特異識別DNA序列并促進基因轉錄的蛋白質。轉錄因子識別DNA主要通過三類結構域來完成,其中一類為依賴鋅離子的鋅指結構域(zinc finger),典型特征是大約30個氨基酸可識別3個核苷酸,最終使64種可能的核苷酸三聯(lián)體都有相應的鋅指結構域加以識別。研究人員可根據(jù)需要將這些鋅指結構域進一步聯(lián)合,制造出一系列識別3的倍數(shù)核苷酸的組合體,如識別18個核苷酸理論上需6個鋅指結構域串聯(lián)即可,這種特征使它們成為DNA特異識別之重要工具。

      1996年,美國約翰·霍普金斯大學錢德拉西格蘭(S.Chandrasegaran)首次將三個串聯(lián)的鋅指結構域(識別9個核苷酸)與FokI的C端內切酶結構域通過一段連接蛋白融合,制造出第一個嵌合型核酸內切酶——鋅指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN),并在體外證明該酶對靶DNA具特異剪切能力。此外,ZFN發(fā)揮活性時往往采用同源二聚體方式,特別是FokI核酸內切酶結構域必須在兩端DNA均完成識別的前提下方可執(zhí)行剪切作用,從而最大限度地避免了脫靶效應的發(fā)生。

      隨后研究人員探索這種嵌合核酸酶是否也可在細胞內對靶DNA起識別與剪切作用。2001年,首次在果蠅體內嘗試成功,與傳統(tǒng)基因打靶技術聯(lián)用可顯著增加基因編輯效率,迅速成為基因編輯領域的新熱點。

      ZFN技術相對于大范圍核酸酶而言是巨大進步,但依然存在許多不足,其中針對DNA特異性序列的鋅指結構域的組合與設計是極大挑戰(zhàn),導致技術進展緩慢,雖取得一定成功,但很難在大部分實驗室里普及。

      轉錄激活樣效應蛋白核酸酶(TALEN)

      許多革蘭氏陰性菌在感染宿主過程中,可將自身蛋白質注入細胞,通過影響特定基因的表達而增強自身的生存適應性。2007年德國哈勒一維騰貝格大學(University of Halle-Wittenberg)的博納斯(U.Bonas)發(fā)現(xiàn)植物病原菌黃單胞菌屬(Xanthomonasgenus)可制造一種“毒力”蛋白質,該蛋白質由于具有激活宿主基因表達的功能,被命名為轉錄激活樣效應蛋白(transcription activator-like effector,TALE)。2009年,博納斯以及美國艾奧瓦州立大學的波格丹諾夫(A.Bogdanove)同時闡明了TALE激活基因表達的作用機制。TALE的結構由三部分組成,分別為核定位序列、DNA識別結構域和靶基因轉錄激活結構域。TALE的DNA識別結構域由多個單體串聯(lián)重復構成,每個單體均含34個氨基酸,除12和13位氨基酸外其他序列完全相同,而正是這兩個氨基酸的差異決定了核苷酸識別的特異性。每一個TALE識別單體對應于一種核苷酸,因此DNA四種堿基只需四種單體即可(遠少于ZFN的64種結構域),從而使得構建多核苷酸識別的設計大大簡化了。

      隨后,研究人員將根據(jù)靶DNA序列設計的TALE單體串聯(lián)后,也通過連接蛋白與FokI的c端內切酶結構域相連,構建出TALE核酸酶(TALE nuclease.TALEN)。體內外實驗表明,它可以實現(xiàn)對靶DNA的特異性剪切,迅速應用于基因編輯領域,并先后構建成多種模型動物,成為一顆耀眼新星,被《自然方法學》雜志評為“2011年度方法”。

      TALEN相對于ZFN的高效、簡潔,獲得許多科研人員青睞。盡管在TALE單體的串聯(lián)設計方面仍存在諸多不確定性,但他們相信,問題可以通過進一步完善技術得到解決。就在大家對TALEN技術的前景充滿期許時,另一高效基因編輯技術橫空出世,瞬間改變了該領域發(fā)展走向。

      RNA介導的DNA編輯(CRISPR-Cas9)

      1987年一個日本團隊在細菌DNA中首次意外發(fā)現(xiàn)一種特殊結構,其中“重復序列一居間序列(spacer)-重復序列”交替出現(xiàn)。隨后發(fā)現(xiàn)此特殊結構在原核生物中普遍存在。2002年研究人員將其統(tǒng)稱為成簇規(guī)律性間隔短回文重復(clustered regularlyinterspaced short palindromic repeat,CRISPR);并將序列附近的編碼基因命名為CRISPR相關因子(CRISPR-associated,Cas),推測它們參與CRISPR生物學功能。

      2005年,研究發(fā)現(xiàn)CRISPR居間序列來自噬菌體或質粒等細菌染色體以外的DNA,這一發(fā)現(xiàn)暗示了它們重要的生理功能。在借鑒真核生物RNA干擾的基礎上,提出了解釋CRISPR-Cas系統(tǒng)作用機制的獲得性免疫假說:CRISPR序列可轉錄出包含居間序列的RNA,該RNA與外源DNA轉錄出的RNA互補形成雙鏈結構,隨后Cas蛋白對外源RNA進行剪切,從而達到抵御病毒入侵的目的。

      2007年,法國丹尼斯克(Danisco)集團微生物學家巴朗古(R.Barrangou)等以嗜熱鏈球菌為材料證明CRISPR-Cas確是一種細菌獲得性免疫系統(tǒng)。這一突破立刻引起許多科學家高度重視,因此想進一步探索其作用機制。2008年,兩個研究小組發(fā)現(xiàn)CRISPR.Cas系統(tǒng)在發(fā)揮免疫機制的作用時確實可轉錄出RNA,即crRNA(CRISPR-related RNA)。crRNA有引導作用,然而它們更多識別的是DNA,而非當初假說認為的RNA。Cas蛋白有核酸內切酶活性,多種Cas蛋白聯(lián)合可特異性地剪切與crRNA互補的DNA而形成雙鏈斷裂。該發(fā)現(xiàn)重要性顯而易見,crRNA負責識別,Cas蛋白負責DNA剪切,兩者具有用于基因編輯的兩項基本能力。不過已發(fā)現(xiàn)的兩類CRISPR-Cas系統(tǒng)(Ⅰ型和Ⅲ型)均較復雜,特別是進行DNA剪切時需多個Cas9蛋白共同作用,而ZFN和TALEN都只需一種嵌合核酸酶即可,因此應用優(yōu)勢并不明顯。

      2011年,瑞典于默奧大學(Umefi University)微生物研究中心法國微生物學家沙爾龐捷(E.M.Charpentier)和同事在研究Ⅱ型CRISPR-Cas系統(tǒng)時發(fā)現(xiàn),crRNA參與DNA識別還需反式激活的CRISPR來源的RNA(trans-activating CRISPR-derived RNA,tracrRNA)協(xié)助。這雖會增加RNA的需求數(shù)量(而RNA操作相對容易),但執(zhí)行DNA剪切時只需一種Cas9蛋白即可。此新型CRISPR-Cas系統(tǒng)還吸引了美國加州大學伯克利分校結構生物學家杜德娜(J.A.Doudna),她與沙爾龐捷共商改造Ⅱ型系統(tǒng)。

      2012年,杜德娜和沙爾龐捷聯(lián)合小組將crRNA和tracrRNA兩種RNA二合一,形成單鏈引導RNA(single guide RNA,sgRNA),其中crRNA部分負責與靶DNA配對識別,而tracrRNA負責維持空間結構,在RNA指導的核酸酶(RNA-guided nuclease,RGN)Cas9催化下,完成對靶DNA雙鏈的特異剪切。2013年,哈佛大學的張鋒和丘齊(G.M.Church)研究小組采用這套系統(tǒng),在細胞內完成靶基因編輯。

      CRISPR-Cas9相對于傳統(tǒng)的嵌合核酸酶技術,優(yōu)點顯而易見。首先是設計簡單,擯棄了嵌合酶技術的蛋白質結構域DNA識別設計理念,隨之用符合沃森一克里克配對的理念進行sgRNA設計。其次在操作方面,傳統(tǒng)嵌合酶設計在識別結構域后還要與核酸內切酶剪切結構域連接,如果有多個靶DNA的編輯,就需要多次的融合。CRISPR-Cas9在Cas9保持不變前提下只需要對sgRNA進行操作,因此在同時進行多基因編輯方面更顯高效。CRISPR-Cas9由于具有高效簡便的特點,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便引發(fā)了一場基因編輯研究的熱潮,這項技術迅速風靡全世界。

      DNA介導的DNA編輯(ssDNA-Ag0)

      1998年,美國法爾(A.Z.Fire)和梅洛(C.C.Mello)在合作研究線蟲肌肉相關蛋白質的生物學功能過程中,發(fā)現(xiàn)同時注入針對該基因的正義RNA和反義RNA能起干擾基因表達的作用,此現(xiàn)象被稱為RNA干擾(RNA interference,RNAi)。2006年,法爾與梅洛為此分享諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

      RNA干擾現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),激發(fā)了隨后對其作用機制的研究。原來,雙鏈RNA首先被加工為21~23個核苷酸的雙鏈RNA,然后其中一條鏈與靶mRNA及相關因子形成RNA誘導的沉默復合體(RNA-inducedsilencing complex,RISC),完成對mRNA的剪切,而Argonaute(Ago)蛋白是RISC的一種關鍵成分。

      Ago蛋白最初在模式植物擬南芥中發(fā)現(xiàn),由于基因突變體形態(tài)非常類似于軟體動物船蛸(Argonautaargo)而得名。隨后從果蠅、小鼠和人等發(fā)現(xiàn)Ago普遍存在。Ago蛋白擁有一個C端Piwi結構域,具RNA核酸內切酶活性,從而對靶mRNA實現(xiàn)剪切。進一步研究發(fā)現(xiàn),不僅真核生物而且包括細菌和古菌在內的原核生物亦普遍存在Ago蛋白。借鑒CRISPR.Cas9研究經(jīng)驗,研究人員提出,原核生物Ago蛋白也參與細菌免疫機制,意味著也能用于基因編輯。

      2014年,荷蘭瓦赫寧根大學(WageningenUniversity and Research Centre)范德奧斯特(J.van der Oost)發(fā)現(xiàn)古菌——噬熱棲熱菌(Thermusthermophilus)的Ago蛋白(TtAgo)還具有DNA核酸內切酶活性,但和Cas9不同,TtAgo剪切靶DNA時依賴單鏈DNA(single stranded DNA,ssDNA)而不是RNA,說明Ago蛋白是一種DNA指導的核酸酶(DNA-guided nuclease,DGN)。此發(fā)現(xiàn)在闡明一種新型原核生物的免疫系統(tǒng)作用機制同時,還顯示ssDNA-Ago系統(tǒng)也可應用于基因編輯。然而,該技術的應用前景尚待進一步確定。鑒于三大類生物分子DNA、RNA和蛋白質的生物學作用特征,即DNA是遺傳信息攜帶者,蛋白質是生物學功能具體執(zhí)行者,而RNA更多發(fā)揮中介和調節(jié)等多重生物學作用(近幾年生命科學進展更多出現(xiàn)在RNA領域,包括核酶、RNA干擾等),功能多樣的RNA作為引導分子,可能比DNA在基因編輯方面具有優(yōu)勢。當然,此推測需要充分的實驗加以證實。

      基因編輯的應用

      基因編輯工具更多地引入DNA雙鏈斷裂(DSB),由于機體對DNA完整性的要求,因此隨后會啟動修復機制。DNA修復系統(tǒng)主要有兩種類型,分別為非同源末端連接(non-homologous end ioininz.NHEJ)和同源指導的修復(homology-directedrepair,HDR)。NHEJ無需同源序列,可將斷裂的雙鏈重新連接,然而在連接過程中會出現(xiàn)堿基丟失或增加,最終造成基因的缺失或插入突變。HDR是在同源DNA存在前提下,以同源DNA信息為模板完成DNA斷裂處修復。如果按基因打靶策略在引入雙鏈斷裂的同時補充打靶序列,可實現(xiàn)精確替換,既可引入定點突變,又可實現(xiàn)突變基因的修復?;蚓庉嬐ㄟ^對目標DNA的精確操作,達到控制生物性狀和行為的目的,因此擁有廣泛的應用前景。

      首先,可作為便捷的實驗工具。實驗室基因功能研究的快捷方法是RNA干擾技術,但RNA干擾只影響mRNA含量,并未去除基因本身,而傳統(tǒng)基因敲除由于費事費錢,其應用受到限制。當前的基因編輯技術可快速制備突變體,加快了實驗研究進程。

      其次,用于模式生物制備。用傳統(tǒng)基因打靶技術制備的模式動物,一方面效率低,另一方面還受限于干細胞;而用最新基因編輯技術已完成大量物種的基因敲除,制備出各種特定疾病的動物模型,并且時間大大縮短。采用CRISPR-Cas9等技術不僅能對傳統(tǒng)模式動物如小鼠、大鼠等進行基因編輯,還能在大型哺乳動物如豬和牛以及猴等靈長動物中開展基因編輯。

      第三,用于物種改良。新的基因編輯技術對動植物改良有重要意義,如借助CRISPR-Cas9完成對豬體內病毒的去除工作等多方面的應用。

      第四,具有潛在的臨床價值。最新的基因編輯技術已在遺傳病、血液病和感染病等領域顯示了巨大臨床價值,還為其他疾病的診治提供了重要借鑒。當然尚需進一步的探索以保證應用的安全性。

      第五,用于其他領域。通過對現(xiàn)有技術的改造,可望在基因表達調控等領域也發(fā)揮重要作用。

      基因編輯的前景

      基因編輯從原理上講只有一種類型,就是借助核酸酶實現(xiàn)DSB,但根據(jù)DNA序列特異識別機制的差異,可分為兩大類,即嵌合酶技術(如ZFN和TALEN等)和核酸指導的核酸酶技術(CRISPR-Cas9和ssDNA-Ago等)?;蚓庉嫷难葑儦v史也基本沿著細菌-免疫系統(tǒng)-核酸酶這一線索展開。

      由基因編輯發(fā)展歷程可見科學發(fā)展一般規(guī)律。第一代基因編輯為單組分(天然核酸內切酶或人工嵌合核酸酶),第二代基因編輯為雙組分(引導核酸加核酸內切酶),突破性進展在于用精確堿基配對取代蛋白質一DNA識別。但兩代技術均存在一個重大缺陷,就是需要原核核酸內切酶,意味著應用于臨床存在誘發(fā)機體免疫應答的潛在危險。因此推測,是否有誕生第三代基因編輯的可能?即重回單組分,但此時已不是蛋白質而是RNA。RNA本身既具有識別作用,有時又具有核酸內切酶活性(核酶),這樣既減少了多組分困擾,又避免了外源蛋白質(對已有基因編輯技術必不可少)的不利影響。當然,這想法能否實現(xiàn)還要深入研究。

      基因編輯研究分四個層面,即體外實驗、細胞水平、動物水平和臨床應用。目前研究人員已在前三個層面取得重大突破,對其臨床應用也充滿期待。然而。真要把基因編輯應用于臨床,目前仍有許多問題要解決,如怎樣提升體內基因編輯過程中的轉染和編輯效率,怎樣避免潛在的脫靶效應及不確定因素影響,此外還涉及倫理問題,須進一步完善相關技術,盡可能避免不良效應。上面提到DSB的引入,這也意味著正常情況下細胞內DSB發(fā)生率極低,暗示引入過多DSB對細胞可能是頗大威脅,為基因編輯安全性埋下了隱患。

      總之,基因編輯技術猶如雙刃劍,我們在看到其快速發(fā)展和廣闊應用前景同時,也要理性估計其應用的得失,尤其對未來可能的臨床應用更宜采取慎重態(tài)度。

      關鍵詞:基因編輯 基因打靶 鋅指核酸酶 TALEN CRISPR-Cas9 ssDNA-Ago

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