储存于DNA中的遗传密码决定着包括从我们眼睛的颜色到我们的疾病易感性在内的一切。鉴于RNA携带来自细胞核中的遗传密码,科学家长期以来就一直在寻求一种方法高效地靶向作用于活细胞中的RNA。如今,在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员通过将一种流行的DNA编辑技术CRISPR-Cas9应用到RNA上而实现这一壮举。相关研究结果于2016年3月17日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Programmable RNA tracking in Live Cells with CRISPR/Cas9”。
在一种新的研究中,来自美国格拉斯通研究所的研究人员将二十一世纪两种最为强大的工具结合在一起,首次利用改进的CRISPR-Cas9系统,修改了诱导性多能干细胞(iPSCs)基因组被读取的方式。相关研究结果于2016年3月10在线发表在Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“CRISPR Interference Efficiently Induces Specific and Reversible Gene Silencing in Human iPSCs”。
CRISPR(clustered regularly-interspaced short palindromic repeats,成簇的规律间隔性短回文重复序列)系统调控着许多种原核生物体内的适应性免疫应答。CRISPR本身其实就是细菌基因组DNA上的一段特殊的序列,这段序列倒是很有个性:几十个碱基构成的特殊DNA序列连续串联重复多次,在重复单元之间的间隔也差不多有几十个碱基那么长,但是这些间隔序列的构成却是千变万化毫无规律可循。
在一项新的研究中,来自美国德州大学奥斯汀分校和斯坦福大学医学院等机构的研究人员在被称作地中海海单胞菌(Marinomonas mediterranea, MMB-1)的海洋细菌中,发现该细菌利用一种新鉴定出的涉及核糖核酸(RNA)的机制识别和破坏危险的病毒:利用RT-Cas1融合蛋白以一种RT依赖的方式捕获病原体的RNA片段,然后MMB-1 RT-Cas1和Cas2将这些RNA片段整合到该细菌基因组的CRISPR序列中,然后逆转录这些RNA片段,将它们变成位于CRISPR重复序列之间的cDNA。这种识别和破坏病毒的系统类似于捕获外源DNA的CRISPR/Cas9系统。这一发现可能导致人们开发出更好的方法阻止杀死农作物的病毒和干扰诸如奶酪和酸奶之类的乳制品制造的病毒。相关研究结果发表在2016年2月26日那期Science期刊上,论文标题为“Direct CRISPR spacer acquisition from RNA by a natural reverse transcriptase–Cas1 fusion protein”。
5. Nature:CRISPR系统重大进展,喜获Cascade复合体结构图
在一项新的研究中,来自美国蒙大拿州立大学、康奈尔大学和约翰霍普金斯大学的研究人员研究了细菌如何抵抗来自病毒的攻击。相关研究结果于2016年2月10日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Structural basis for promiscuous PAM recognition in type I–E Cascade from E. coli”。蒙大拿州立大学文理学院、农业学院微生物学与免疫学助理教授Blake Wiedenheft及其研究生Paul B.G. van Erp都是这篇论文的作者。
“与人类一样,细菌也会遭受病毒感染”,Wiedenheft说,“最近,我们发现细菌有复杂的被称作CRISPRs(clustered regularly-interspaced short palindromic repeats,成簇的规律间隔性短回文重复序列)的免疫系统,我们的研究工作旨在了解这些免疫系统是如何工作的。”
为了理解这些免疫系统如何区分“自我”的DNA和“非自我”的DNA,研究人员使用了一种被称作X射线晶体分析法的技术构建出大肠杆菌免疫系统的CRISPR相关抗病毒防御复合体(CRISPR-associated complex for antiviral defence, Cascade)识别外源DNA片段时的详细结构图。