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CRISPR BEST可防止基因组不稳定

尽管CRISPR技术允许对基因组进行更好的操纵,并对现代药物开发和新型更好的抗生素的发现产生许多积极影响,但使用该技术时,仍然存在诸如基因组不稳定和Cas9蛋白毒性等重大问题。

但是在PNAS上发表的一项新研究中,科学家们提出了有前途的CRISPR工具箱CRISPR-BEST的新成员。该工具以一种有效的方法操作,可以在放线菌中产生突变,而无需DNA双链断裂。

因此,CRISPR-BEST系统解决了放线菌细菌基因工程的一项重大挑战,因为引入双链断裂通常会造成遗传不稳定性,从而迫使细菌重新排列甚至删除其染色体的大部分,这是您想避免的现象当工程细胞能够产生生物活性化合物和新的抗生素时。

“ CRISPR-BEST解决了与当前CRISPR技术相关的一些主要问题。这可能是朝更好地利用生物技术(例如依赖基因操作和基因编辑的代谢工程和合成生物学)潜力迈出的一大步,” DTU Biosustain诺和诺德基金会生物可持续性研究中心研究员姚耀军。

两全其美的

开发CRISPR-BEST的想法是在研究人员希望使用常规CRISPR方法失活一个特定基因以产生抗生素奇异霉素的新变体之后提出的。但是,在这些实验中,他们失去了染色体的主要部分,而不是仅使所需的基因失活,总共损失了130万个碱基对。因此,他们开始寻找提高CRISPR效率的方法,但同时避免了染色体的切割,这很可能导致主要的缺失。

他们认为CRISPR-BEST是结合两个世界的优势的成功尝试。

“我们保持了CRISPR的效率,这使我们可以非常轻松地靶向感兴趣的基因。但是,另一方面,我们现在可以使用非常温和的条件来引入突变,这将给细胞带来更少的压力,从而避免了遗传产生抗生素的细菌的不稳定性。” DTU Biosustain诺和诺德基金会生物可持续性研究中心教授兼联合PI的Tilmann Weber说。

进一步优化

CRISPR-BEST是朝着正确方向迈出的重要第一步,但科学家们目前正在研究如何进一步提高编辑效率并增加可以同时进行的基因组编辑数量。这些发展可能与使用可以处理大量样本的机器人技术携手并进,为将来进行大量基因组编辑铺平了道路。

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