揭(jie)示在(zai)細菌免(mian)疫系(xi)統(tong)發(fa)現的程序(xu)控制化的DNA核(he)酸內(nei)切(qie)酶(mei)

揭(jie)示在(zai)細菌免(mian)疫系(xi)統(tong)發(fa)現的程序(xu)控制化的DNA核(he)酸內(nei)切(qie)酶(mei)
近(jin)日(ri)，來自伯克利實驗室的遺(yi)傳(chuan)工(gong)程師(shi)和基因組(zu)學家(jia)研(yan)究(jiu)發(fa)現了編(bian)輯基因組(zu)（editing genomes）新(xin)的用(yong)形(xing)式(shi)，這(zhe)項研(yan)究(jiu)為(wei)以後(hou)新(xin)型(xing)藥(yao)物的和生物(wu)能源(yuan)的開發(fa)提(ti)供了新(xin)的建議，而且其可以在(zai)遺(yi)傳(chuan)學上(shang)修飾微生(sheng)物，比(bi)如(ru)細(xi)菌和真菌(jun)。相關研(yan)究(jiu)成(cheng)果刊登(deng)在(zai)了雜誌Science上(shang)。

研(yan)究(jiu)者(zhe)發(fa)現了壹種(zhong)雙(shuang)鏈(lian)的RNA結(jie)構(gou)主要(yao)負(fu)責指揮(hui)細菌(jun)蛋白質以特殊的核(he)苷酸(suan)序(xu)列(lie)來清(qing)理外來(lai)的DNA序(xu)列(lie)。後期研(yan)究(jiu)中(zhong)研(yan)究(jiu)者(zhe)發(fa)現他(ta)們(men)有可能(neng)程(cheng)序(xu)化操作(zuo)攜(xie)帶(dai)有單(dan)股(gu)RNA的蛋白(bai)質(zhi)來清除(chu)壹些DNA序(xu)列(lie)。研(yan)究(jiu)者(zhe)Doudna表(biao)示，我(wo)們發現了RNA指(zhi)導(dao)清除(chu)雙股(gu)DNA的分(fen)子機(ji)制，而這種(zhong)機(ji)制恰(qia)恰(qia)是(shi)細(xi)菌獲得(de)性免(mian)疫系(xi)統(tong)的關鍵。

研(yan)究(jiu)報(bao)告(gao)中(zhong)指出，壹種(zhong)程(cheng)序(xu)化的二元(yuan)RNA指導(dao)的DNA核(he)酸內(nei)切(qie)酶(mei)可以適(shi)應(ying)細(xi)菌的免(mian)疫系(xi)統(tong)，細(xi)菌(jun)為(wei)了生(sheng)存，其依(yi)賴於壹種(zhong)適(shi)應(ying)性(xing)的基於(yu)核(he)酸的免(mian)疫系(xi)統(tong)，這(zhe)種(zhong)免(mian)疫系(xi)統(tong)以壹種(zhong)名為(wei)CRISPR的遺(yi)傳(chuan)元(yuan)件為(wei)中(zhong)心，CRISPR是(shi)Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats的簡寫(xie)（叢生(sheng)的調(tiao)節(jie)回(hui)文(wen)重(zhong)復(fu)）。CRISPRs和核(he)酸內(nei)切(qie)酶(mei)結(jie)合(he)後(hou)可以利用(yong)小(xiao)的專門的crRNA（CRISPR衍(yan)生(sheng)的RNA）來作(zuo)為(wei)靶(ba)點(dian)去破壞(huai)病(bing)毒(du)或(huo)者其它(ta)外源(yuan)質粒(li)的DNA。

有三種(zhong)不同(tong)類型(xing)的CRISPR/Cas免(mian)疫系(xi)統(tong)，研(yan)究(jiu)者(zhe)研(yan)究(jiu)了(le)II型(xing)，其主要(yao)依(yi)賴於核(he)酸內(nei)切(qie)酶(mei)來(lai)進行靶(ba)點(dian)來摧毀外(wai)源(yuan)DNA。研(yan)究(jiu)者(zhe)在(zai)II型(xing)免(mian)疫系(xi)統(tong)中(zhong)發現，crRNA可以通(tong)過(guo)堿(jian)基對(dui)來(lai)連接(jie)反式(shi)活(huo)性(xing)的RNA（tracr-RNA）來形(xing)成(cheng)兩元(yuan)RNA結(jie)構(gou)。這種(zhong)二(er)元(yuan)RNA結(jie)構(gou)分(fen)子可以指(zhi)導(dao)Cas9蛋白(bai)質來在特定(ding)位點(dian)引入(ru)雙(shuang)鏈DNA的斷裂(lie)。而(er)Cas9可以結(jie)合(he)tracrRNA：crRNA復(fu)合(he)物(wu)反過來(lai)通(tong)過指(zhi)導(dao)其來結(jie)合(he)至(zhi)DNA序(xu)列(lie)上(shang)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)。