CRISPR:酸奶的“副产品”
2015-12-29
学过生物学的理科生都知道病毒的主要特点就是喜欢寄生在人体组织细胞、细菌等活体细胞内,利用细胞内的能量和蛋白质维系生存并进行自我复制。
当你美滋滋地吸完一瓶酸奶,正意犹未尽地舔盖时,你是否想过当今一项重要的生物学技术的诞生曾经与它有关?
话说在2007年,一家酸奶公司为了避免酸奶里的益生菌受到病毒污染,发现了一种细菌与病毒战斗的有力武器——CRISPR技术。
CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats),被翻译为“规律成簇间隔短回文重复”。
简单来说,CRISPR簇是一个广泛存在于细菌和古生菌基因组中的特殊DNA重复序列家族,其序列由一个前导区(Leader)、多个短而高度保守的重复序列区(Repeat)和多个间隔区(Spacer)组成。
前导区一般位于CRISPR簇上游,是富含AT长度为300~500bp的区域,被认为可能是CRISPR簇的启动子序列。重复序列区长度为21~48bp,含有回文序列,可形成发卡结构。
重复序列之间被长度为26~72bp的间隔区隔开。Spacer区域由俘获的外源DNA组成,类似免疫记忆,当含有同样序列的外源DNA入侵时,可被细菌机体识别,并进行剪切使之表达沉默,达到保护自身安全的目的。
这样一个貌似不经意间发现的车间技术却推动了生物技术的一场革命。
研究人员发现,它似乎是一种精确的万能基因武器,可以用来删除、添加、激活或抑制其他生物体的目标基因,这些目标基因包括人、老鼠、斑马鱼、细菌、果蝇、酵母、线虫和农作物细胞内的基因。
虽然新的基因编辑技术不断出现,如锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFN)、转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like (TAL) effector nucleases,TALENs)等,并试图取代CRISPR的地位。
然而,由于其简便和低廉的特点,CRISPR在实验室中备受推崇。
2012年和2013年,CRISPR和其他基因编辑技术一起在《科学》杂志的年终评比中被追捧,2015年,CRISPR摆脱了其它技术继续领跑,充分体现了它旺盛的生命力。
著名社会学家郑也夫说:“文明是副产品!”许多科学发现正是不经意间走进人们的视野,并在岁月的长河中顽强地存在着。
(文章来源:Science. 18 DECEMBER 2015 • VOL 350 ISSUE 6267)
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