在一項新的研究中，來自美國耶魯大學(xué)的研究人員構(gòu)建出一種更加精確的和高效的技術(shù)來對活的有機體的基因組進行編輯。這種新的方法會消除基因組編輯技術(shù)的一些缺點，這能夠讓科學(xué)家們插入或清除DNA中的基因。這一成果正在引發(fā)醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)變革。相關(guān)研究結(jié)果于2017年11月16日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Precise Editing at DNA Replication Forks Enables Multiplex Genome Engineering in Eukaryotes”。

論文通信作者、耶魯大學(xué)西校區(qū)系統(tǒng)生物學(xué)研究所分子、細胞與發(fā)育生物學(xué)副教授Farren Isaacs說，“你能夠?qū)F(xiàn)有的技術(shù)看作是一把鋸子，將這種方法看作一把手術(shù)刀。這種方法能夠讓我們高效地在真核生物基因組的多個位點上進行精確的基因修飾。”

當(dāng)進行基因修飾時，現(xiàn)有的基因編輯技術(shù)，比如CRISPR/cas9，通常會讓兩條DNA鏈發(fā)生斷裂。有機體動員起來以便修復(fù)DNA中的這些對細胞是致命性的斷裂。然而，有時這些斷裂不會被修復(fù)，或者這種修復(fù)產(chǎn)生微小的DNA序列錯誤，從而改變細胞的功能。

論文第一作者、耶魯大學(xué)博士研究生Edward Barbieri說，“讓基因發(fā)生斷裂和產(chǎn)生錯誤并不是真正的編輯。”

這些研究人員對酵母的DNA復(fù)制和修復(fù)功能進行改造，這樣就能夠在不發(fā)生雙鏈斷裂的情形下將新的遺傳信息插入到它的基因組的多個不同區(qū)域中。

Isaacs說，這種新的改進的基因編輯技術(shù)---真核生物多重基因組工程（eukaryotic multiplex genome engineering, eMAGE）---能夠加快替換致命性基因、鑒定和產(chǎn)生天然抗生素或抗癌試劑和促進開發(fā)新的工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品的工作。他們的方法被用來產(chǎn)生將近一百萬個組合遺傳變異體，從而在基因組的多個位點上精確地引入遺傳變化，并導(dǎo)致經(jīng)過重新調(diào)整的基因表達和代謝上的變化。

Isaacs說，“我們能夠構(gòu)建大量的突變組合，這就給我們提供一種前所未有的工具來鑒定出疾病的驅(qū)動突變，并從根本上重編程細胞行為。我們的目標(biāo)是進一步開發(fā)這種技術(shù)，并將它擴展到多細胞生物。”（世聯(lián)博研(Bioexcellence) 世聯(lián)博研Bioexcellence）