贝勒医学院和比利时鲁汶大学等新方法使“基因剪刀”更易使用 - 生物医学 - 科技动向

         一个国际科研团队设计出一种运用“基因剪刀”的新方法，可快捷高效地对大肠杆菌等常用科研生物进行基因编辑，降低基因研究的技术门槛。
　　    近来兴起的“基因剪刀”技术能让研究人员像在电脑上编辑文档一样，精确查找某个基因在基因组中的位置，进行删除或修改。目前主流的“基因剪刀”是ＣＲＩＳＰＲ技术，相关工具中包含“剪刀”和“向导”等部分，其中“向导”负责定位，“剪刀”负责剪切。
　    　通常使用这项技术的一个麻烦之处在于，对于要编辑的每个基因，都要设计专门的“向导”，以实现准确定位。
　    　美国贝勒医学院和比利时鲁汶大学等机构研究人员说，他们利用一个大肠杆菌菌株库，设计出对其中数千个基因通用的“基因剪刀”，大幅简化了相关操作。
　    　这个大肠杆菌菌株库是由日美研究人员共同开发的“庆应库”，它的特征是含有近４０００个不同版本的大肠杆菌，每一个版本的大肠杆菌中都有某个基因被删除，在该位置换成一段特殊代码，这段代码两端都有名为ＦＲＴ的标志。
　    　因此，研究人员针对这个菌株库制作的“基因剪刀”被称作ＣＲＩＳＰＲ－ＦＲＴ，它不需要多种“向导”，只需要一种针对ＦＲＴ标志的“向导”，就能对大肠杆菌基因组中的不同位置进行编辑，可对目标位置剪切并替换成所需代码。
　    　研究人员认为这项成果的意义在于，大肠杆菌是基因研究的重要模式生物，而“庆应库”的价格便宜，在全球许多地方都能方便地获得这个大肠杆菌菌株库，因此ＣＲＩＳＰＲ－ＦＲＴ技术可让人们快速方便地在基因编辑领域进行研究。
   　　相关论文发表在新一期英国《自然·通讯》杂志上。研究人员说，今后还有望将这种技术用于其他一些细菌和果蝇的基因研究。

基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能研究提供了有力手段。

基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工，需要有专门的工具。“基因剪刀”、“基因针线”和“基因运载体”是基因工程最基本的工具。“基因剪刀”是指限制性核酸内切酶。每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合，但是这种黏合只能使互补的碱基连接起来，脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口，需要靠DNA连接酶来“缝合”，DNA连接酶就是“基因针线”。

贝勒医学院和比利时鲁汶大学等新方法使“基因剪刀”更易使用

要将外源基因送入受体细胞，还需要专门的运输工具，这就是“基因运载体”。目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。

基因工程的操作一般要经历四个步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞以及目的基因的表达和检测。

基因工程最突出的优点是打破了常规育种难以突破的物种之间的界限，可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物之间，甚至人与其他生物之间的遗传信息进行重组和转移。人的基因可以转移到大肠杆菌中表达，细菌的基因可以转移到植物中表达。基因转移、基因扩增等技术的应用不仅使生命科学的研究产生了前所未有的变化，而且在实际应用领域也展示出了美好的应用前景。