哈佛大学的科学家们发明了一种可以与CRISPR媲美的基因编辑工具

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哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的研究人员已经发明了一种新的基因编辑工具，使科学家能够同时进行数百万的基因实验。他们称之为逆转录病毒库重组（Retron Library Recombineering，RLR）技术，它使用了一段称为逆转录酶的细菌DNA片段，这些片段可以产生单链DNA片段。

在基因编辑方面，CRISPR-Cas9可能是目前最著名的技术。在过去的几年里，它在科学界掀起了一波浪潮，这让研究人员有了他们需要的工具，能够轻易地改变DNA序列。据悉，它比以前使用的技术更精确，有着广泛的潜在应用，包括各种疾病的救生治疗。

但是，该工具有一些主要的局限性。例如，大量运送CRISPR-Cas9材料可能很困难，这仍然是研究和实验的一个问题。此外，该技术的工作方式可能对细胞有毒，因为Cas9酶——负责切割DNA链的分子“剪刀”——通常也会切割非靶点。

CRISPR-Cas9在修复过程中通过物理切割DNA将突变序列整合到基因组中。同时，逆转录酶可以将突变的DNA链导入复制细胞，使其与子细胞的DNA结合。此外，retrons的序列可以作为“条形码”或“姓名标签”，使科学家能够追踪细菌池中的个体。这意味着它们可以用于基因组编辑，而不会破坏天然DNA，并且可以在一个大的混合物中进行多个实验。

Wyss研究所的科学家们对大肠杆菌进行了RLR测试，发现90％的人群在进行了一些调整后就整合了Retron序列。他们还能够证明它在大规模遗传实验中有多大用处。在他们的测试过程中，他们通过对回溯条形码进行测序而不是对单个突变体进行测序，从而能够在大肠杆菌中发现抗生素耐药性突变，从而使这一过程大大加快了。

这项研究的第一作者Max Schubert解释说：

RLR使我们能够做一些CRISPR不可能做到的事情：我们随机切割一个细菌基因组，将这些基因片段原位转化为单链DNA，并用它们同时筛选数百万个序列。RLR是一种更简单、更灵活的基因编辑工具，可用于高度复合的实验，它消除了CRISPR经常观察到的毒性，提高了研究人员在基因组水平上探索突变的能力…

很长一段时间以来，CRISPR被认为是细菌做的一件奇怪的事情，而研究出如何利用它进行基因组工程改变了世界。逆转录酶是另一种细菌创新，也可能提供一些重要的进展。

在RLR广泛应用之前，还有许多工作要做，包括提高和规范其编辑率。然而，该团队相信，它可以“带来新的、令人兴奋且意想不到的创新”。

文章来源：IEEE电气电子工程师