一個(gè)國際研究小組在了解酶如何“編輯”基因方面取得了重要進(jìn)展：觀(guān)察到了一類(lèi)被稱(chēng)為CRISPR的酶綁定并改變DNA（脫氧核糖核酸）結構的過(guò)程。這項發(fā)表于5月27日（北京時(shí)間）美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上的研究成果有望為糾正人類(lèi)的遺傳疾病鋪平道路。

    CRISPR意即“成簇的規律間隔的短回文重復”，在上世紀80年代才首次為人們所認知。到目前為止，已發(fā)現40%已測序細菌和90%已測序古細菌的基因組存在這種重復序列，而且細菌已開(kāi)發(fā)出一套可以探測和切斷外來(lái)DNA的免疫策略。其機理大致如此：CRISPR序列與很多病毒、噬菌體或者質(zhì)粒的DNA序列同源，受到攻擊的細菌會(huì )以相匹配的DNA為目標進(jìn)行自然防御。它們所采用的手段，就是利用一種名為Cas9的內切酶，裂解外來(lái)DNA。

    基因工程師們意識到，如果將細菌的CRISPR-Cas9系統插入其它生物體細胞，它們也能夠對目標DNA進(jìn)行切割。就在去年，這一***性的基因編輯技術(shù)收獲了一系列成果：多個(gè)研究團隊已經(jīng)成功對人體、小鼠、斑馬魚(yú)、大米、小麥等細胞中的基因進(jìn)行刪除、添加、激活或抑制等操作，從而證明該技術(shù)的廣泛適用性。

    不過(guò)，人類(lèi)基因組有30億個(gè)堿基對，要準確鎖定某個(gè)目標DNA，工作量大致相當于從一套23卷的《百科全書(shū)》中找出一個(gè)拼錯的單詞。因此，研究人員為Cas9這把“基因剪刀”找了一個(gè)與目標基因匹配的RNA（核糖核酸）作為“***儀”。在這個(gè)靶向過(guò)程中，Cas9拉開(kāi)DNA鏈，并插入RNA，使之形成了一個(gè)被稱(chēng)為R環(huán)的特定序列結構。

    在最新研究中，英國布里斯托爾大學(xué)和立陶宛生物技術(shù)研究所的科學(xué)家使用經(jīng)過(guò)特別*的顯微鏡對R環(huán)模型進(jìn)行了檢測。顯微鏡下的單個(gè)DNA分子被磁場(chǎng)拉伸著(zhù)，通過(guò)改變DNA受到的扭力，他們能夠直接觀(guān)測由單個(gè)CRISPR酶介導R環(huán)形成的過(guò)程。這使得這個(gè)過(guò)程中以前不為人知的一些步驟畢現無(wú)疑，也讓研究人員能夠探討DNA堿基對序列對R環(huán)形成的影響。

    布里斯托爾大學(xué)生物化學(xué)系教授馬克·斯茲克澤爾昆說(shuō)：“我們進(jìn)行的單分子實(shí)驗加深了有關(guān)DNA序列對R環(huán)形成的影響的認識。這將有助于未來(lái)合理地重新設計CRISPR酶，以提高其精確度，將脫靶效應（即在不需要的地方引起基因變異）降至最低。這對我們最終利用這些工具來(lái)糾正患者的遺傳疾病至關(guān)重要。”

    不知基因誰(shuí)裁出，免疫系統似剪刀。Cas9蛋白酶，本來(lái)是原始生命用來(lái)防御生物入侵的防御性***，但卻被人類(lèi)變成進(jìn)攻利器。它在人類(lèi)手中猶如***，威力巨大，使用方便。但它精確度有限，容易誤切人類(lèi)不希望影響的基因段。科學(xué)家們此次通過(guò)改造顯微鏡，看清了Cas9破拆單個(gè)DNA的全過(guò)程。這樣，人們就能將***改造成***，指哪兒打哪兒。曾經(jīng)讓患者絕望的遺傳病，未來(lái)或許一針下去就解決了。