精确和无疤痕的DNA编辑:新的CRISPR方法实现无与伦比的效率

SEED/Harvest方法增强了CRISPR-Cas9技术，可以在果蝇中进行精确、高效的基因组编辑，为遗传学和医学研究开辟了新的可能性。

　　

一种新的基于CRISPR-Cas9的方法，称为SEED/Harvest，整合了单链退火修复途径，更有效地修饰果蝇的基因组，并且没有残留损伤。这种技术允许精确和高效DNA整个基因组的修饰，促进了对不同组织和发育阶段蛋白质功能的研究，潜在地有利于遗传学、生物技术和医学研究。

由巴塞尔大学生物中心的Markus Affolter教授领导的一个研究小组用一种新颖的方法推进了CRISPR/Cas技术，这种方法可以在遗传水平上更加精确和无缝地标记蛋白质。这一创新在加强生物体蛋白质研究和扩大医学研究机会方面具有巨大潜力。

有了革命性的CRISPR/Cas技术，生物体的DNA可以被精确地改变。使用识别特定DNA序列的向导RNA, Cas9蛋白被招募到该序列并切割DNA。这种有针对性的切割允许DNA在这个特定的位置被修复或改变。

巴塞尔大学生物中心的Markus Affolter教授的团队现在已经在果蝇(Drosophila melanogaster)中开发了一种名为SEED/Harvest的新方法。该方法将CRISPR-Cas9技术与单链退火(SSA)修复途径相结合，使全基因组的改变更有效地进行，而不会留下不必要的疤痕。这项研究发表在《Developmental Cell》杂志上。

两种方法的结合

SEED/Harvest方法分两个步骤进行。在第一步中，研究人员将一个标记基因引入蛋白质编码区域内所需的DNA位点。该标记放置在目标位置，用于隔离成功的修改。

在第二步中，标记被切除，DNA断点通过单链退火(SSA)修复途径修复。第一作者Gustavo Aguilar解释说:“这使我们能够无缝地切割DNA，同时保持其全部功能。这两种方法的结合使得标记基因组中任何所需蛋白质而不造成附带损害成为可能，使我们能够研究生物体中蛋白质的功能。”

更精准高效

Affolter解释说:“因为我们想在我们的研究中引入和分析整个基因组中DNA的变化，所以这种方法必须既精确又有效。SEED/Harvest方法两者兼而有之。它结合了最强大的成功插入筛选和无缝标记的所有优点。”

新的研究机会

SEED/Harvest方法的优点之一是可以在特定的组织和细胞类型中标记蛋白质。Gustavo Aguilar补充说:“我们现在可以控制和确定在不同的组织和发育阶段，基因何时何地被激活或灭活。”

这为研究实时系统地研究活细胞中的蛋白质动力学开辟了新的可能性。

该方法不仅在遗传学和生物技术方面具有重要意义。Affolter说:“SEED/Harvest方法也可能对医学研究感兴趣，例如，识别由疾病基因引起的缺陷。”

参考文献:“Seamless knockins in Drosophila via CRISPR-triggered single-strand annealing” by Gustavo Aguilar, Milena Bauer, M. Alessandra Vigano, Sophie T. Schnider, Lukas Brügger, Carlos Jiménez-Jiménez, Isabel Guerrero and Markus Affolter, 5 July 2024, Developmental Cell.