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切割DNA的新工具:这一重大突破揭示了一种至关重要的遗传机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月16日 来源:AAAS
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几年前,被称为CRISPR的技术的出现是科学界的一个重大突破。CRISPR是从细菌免疫系统的衍生物发展而来的,它可以切断脱氧核糖核酸(DNA)中的双链核苷酸。这使得对植物、动物和人类细胞中的目标基因进行特异性修饰成为可能。最终,CRISPR成为了寻找获得性或遗传性疾病治疗方法的首选方法。
切割DNA的新工具:生物技术的广阔前景
一个INRS团队发现了一个新的酶家族,能够诱导单链DNA的靶向切割
几年前,CRISPR技术的出现是科学界的一个重大突破。CRISPR是从细菌免疫系统的衍生物发展而来的,它可以切断脱氧核糖核酸(DNA)中的双链核苷酸。这使得对植物、动物和人类细胞中的目标基因进行特异性修饰成为可能。最终,CRISPR成为了寻找获得性或遗传性疾病治疗方法的首选方法。
最近,法国国家科学研究所(INRS)的fracimdsamric Veyrier教授和他的团队开发了一种新的遗传工具,该工具基于一种名为Ssn的特定酶家族,可以在单链DNA中诱导靶向切割。
他们的研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上。这一重大突破揭示了一种至关重要的遗传机制,可能会给众多生物技术应用带来革命性的变化。
一种起关键作用的DNA形式
单链DNA不如双链DNA常见。它经常在一些病毒中发现,在某些生物过程中起着关键作用,例如细胞复制或修复。单链DNA也用于许多技术(测序、基因编辑、分子诊断、纳米技术)。
迄今为止,没有一种切DNA的酶被描述为专门针对单链DNA序列,这对基于这类DNA的技术的发展构成了障碍。
现在,韦里尔教授的研究小组首次在实验室中发现了一个能够切割单链DNA特定序列的酶家族:Ssn内切酶家族。
为了实现这一目标,INRS的Armand-Frappier生物技术研究中心的研究小组首先表征了GIY-YIG超家族的一个新的内切酶家族,称为Ssn。更具体地说,研究人员将重点放在脑膜炎奈瑟菌(也称为脑膜炎球菌)中的一种酶上。该酶在遗传物质的交换和改变中起着至关重要的作用,影响着进化。
“在研究它的过程中,我们发现它可以识别在其基因组中许多情况下发现的特定序列,并在细菌的自然转化中发挥关键作用。这种相互作用直接影响细菌基因组的动态,”基因组细菌学和进化专家Veyrier教授解释说。
除了这一基本发现之外,INRS的研究人员还发现了数千种其他类似的酶。“我们证明了它们能够识别并特异性地切割自己的单链DNA序列。因此,成千上万的酶具有这种特性,具有自己的特异性,”维里尔教授团队的博士后、该研究的共同第一作者亚历克斯·里维拉-米洛特补充道。
这是健康研究不可否认的财富
这些结果代表了DNA识别和交换的新工具,意义重大。它们为生物学和医学上的许多新应用铺平了道路。一方面,了解这种机制可以帮助更好地控制细菌和相关感染。
另一方面,单链DNA特异性酶的发现使得开发更精确、更有效的基因操作工具成为可能。这可以改进基因编辑、DNA检测和分子诊断的方法。这些酶还可用于在各种医疗和工业应用中检测和操纵DNA,例如用于医疗和治疗目的的病原体检测或基因操作。
所有这些途径都为解决许多健康问题带来了重大希望。目前,这项工作的结果正在申请专利。
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