編輯緊湊基因段 TALEN比CRISPR更高效

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【大紀元2021年02月10日訊】(大紀元記者李少維編譯報導)研究人員利用單分子成像工具觀察發現,在編輯像異染色質這樣盤繞得相對緊湊的基因區域,編輯工具TALEN的效率可高達CRISPR-Cas9的五倍。

異染色質是DNA內一種緊密組合的結構。脆性X綜合徵、鐮狀細胞性貧血和β-地中海貧血等疾病都和異染色質的缺陷相關。

這項研究的負責人美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)化學和生物分子工程學教授趙暉民(Huimin Zhao,音譯)說,這項研究顯示有必要擴大基因編輯工具的選擇範圍,以標靶基因組的不同部位。

「CRISPR是基因工程領域的創新,是非常強大的工具,但是它也有局限性。」趙暉民說。

CRISPR是一種細菌分子,偵測入侵的病毒,然後讓生物酶比如Cas-9,在基因組特定的位置進行剪切。TALEN也是通過掃描DNA找到並標靶特定的基因。CRISPR和TALEN都可以設計標靶作用於特定的基因,用於治療疾病、改善農作物特性等。

趙暉民負責的研究組使用單分子螢光顯微鏡技術,直接觀測兩種基因編輯工具在哺乳動物活體細胞內的工作情況。螢光標記讓研究人員有辦法測量兩種工具編輯基因所需的時間。

「我們發現在基因組內盤繞得比較鬆散的位置,CRISPR表現較好,而TALEN在異染色質區域表現更好。」趙暉民說,「我們還發現TALEN剪切和修改DNA的效率比CRISPR高。」在他們進行的幾個實驗中,TALEN的效率最高達到CRISPR的五倍。

趙暉民說,這項研究表明,研究人員需要針對基因組的不同片段選擇使用最合適的編輯工具。

這份研究近期發表在《自然・通訊》(Nature Communications)期刊上。◇

責任編輯:朱涵儒

 

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