抗 CRIPSR 蛋白可在基因组编辑时减少偏离标靶的基因剪切

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来源: / 作者: / 2017-07-13
( @$ P: I( X' @( ^( |据 Jiyung Shin、Jennifer Doudna 和同事所做的一项研究报告，来自李斯特菌噬菌体的一种蛋白抑制剂可阻断 CRISPR-Cas9 的 Cas9 组分与 DNA 的相互作用，它提示了一种新的调控哺乳动物细胞基因编辑的方法。$ b9 K8 y8 e* M( ]  e
至关重要的是，在引入 CRISPR-Cas9 数小时后将这种抗 CRISPR 蛋白（被称作 AcrIIA4）添入人类白血病细胞可令 CRISPR-Cas9 仍然能剪切标靶 DNA，但同时却减少了偏离标靶的基因剪切。对这项研究的了解提示，AcrIIA4 及其它天然的蛋白抑制剂可帮助改进基于 CRIPSR 和 Cas 酶的基因编辑尝试，这些基因编辑过程迄今仍然缺乏可控的“切断开关”以防止不想要的基因改变。尽管科学家们认识到 Cas9 抑制剂蛋白在哺乳动物细胞基因编辑中可能有用，但这些过程的基础机制尚未充分确立。
: K  d1 n5 {% S3 `1 a- |& [在这里，Jiyung Shin 等在一个结构性分析中首次对天然蛋白抑制剂 AcrIIA4 如何与 Cas9 酶相互作用进行了检查。他们发现，AcrIIA4 会与“凹陷袋”内的酶结合，而该凹陷袋在一般情况下是被 DNA 插入的，AcrIIA4 与酶的结合可阻止该酶附着于标靶 DNA 并对其进行切割。对人类细胞的研究揭示，如果这些细胞在基因编辑开始前就用该蛋白抑制剂进行处理，那么 CRIPSR-Cas 复合物就可大体上被阻止对任何部位的 DNA 进行剪切。结果还显示，大约一半的 CRISPR-Cas9 对 DNA 的击中目标的编辑（即该系统按照科学家所希望的方式对基因编辑进行正确的剪切）发生在该系统被引入后的 6 小时内。
) |. G: j4 i) v7 Z过去有些研究提示，该复合物可能在偏离目标的部位留置一段时间而未对它们进行剪切。为了利用这一时间顺序，Shin 等人在人类白血病细胞内引进了一个被指示对 2 个基因（其中包括与镰状细胞病有关的基因）进行剪切的 CRISPR-Cas9 复合物，并接着在 6 小时后添加了 AcrIIA4。结果显示，在恰当的时间添加 AcrIIA4 可防止在错误的位置剪切基因，但它却仍然有时间在正确的位置进行基因剪切。
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