脂肪减少24%,基因编辑的瘦猪肉你要来一口吗?( 二 )


CRISPR/Cas9技术的应用:基因敲除
以基因敲除为例, 在待敲除基因的上下游各设计一条向导RNA(向导RNA1, 向导RNA2), 将其与含有Cas9蛋白编码基因的质粒一同转入细胞中, 向导RNA通过碱基互补配对可以靶向PAM附近的目标序列, Cas9蛋白会使该基因上下游的DNA双链断裂 。
对于DNA双链的断裂这一生物事件, 生物体自身存在着DNA损伤修复的应答机制, 会将断裂上下游两端的序列连接起来, 从而实现了细胞中目标基因的敲除 。

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CRISPR/Cas9技术敲除掉部分基因原理图(绘图肖媛)
而DNA片断的插入或定点突变的实现, 只需在此基础上为细胞提供一个修复的模板质粒, 这样细胞就会按照提供的模板在修复过程中引入片段插入或定点突变, 对受精卵细胞进行基因编辑, 并将其导入代孕母体中, 可以实现基因编辑动物模型的构建 。
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CRISPR/Cas9技术插入新基因原理图(绘图肖媛)
当然, CRISPR/Cas9技术的成功率并非百分之百 。 向导RNA靶向序列的非特异性, 以及DNA损伤修复的不确定性, 都可能会导致基因组上其它位置产生未知的突变, 也就是所谓的“脱靶”现象, 这也是现阶段影响CRISPR/Cas9技术应用的瓶颈之一 。
但随着科研人员不断对Cas9蛋白的优化改造, 对靶基因识别特异性的增强, CRISPR/Cas9技术的“打靶”效率将不断提高 。
CRISPR/Cas9技术的前景
CRISPR/Cas9技术在医疗健康、生产生活、家畜育种等领域的应用不断取得喜人的新成果——
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CRISPR/Cas9技术前景广阔(图片来自网络)
医疗健康领域, 使用CRISPR技术根除HIV病毒、诱导宫颈癌细胞自我毁灭、构建癌症模型等最新成果先后被Nature等著名杂志所报道;
在奶制品的发酵中, 利用CRISPR/Cas9增强发酵菌株对噬菌体的防御能力;
在家畜育种方面, 也正在利用基因编辑工具通过对显著影响家畜生产性能的基因位点进行改良, 以实现猪、牛、羊等大型家畜生产性能的提高等 。
但正如科学是把双刃剑, 任何新技术的出现都少不了其反对者的存在, 在CRISPR/Cas9技术得到热烈呼声的同时, 不少人也对它提出了质疑, 特别是对其脱靶事件可能导致基因组其他位置产生未知突变表示担忧 。
不过, 正如所有的黎明前都是令人心慌的黑暗, CRISPR/Cas9技术纵使有诸多不确定, 却还是在我们的努力下迎来了胜利的曙光 。
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