作者:Rotem Sorek 来源:《细胞》 发布时间:2020/11/14 10:52:16
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新基因编辑工具Retrons诞生
 
 
落在细菌上、正在感染细菌的噬菌体病毒,如今科学家发现了逆转录子的新功能,有望阻止噬菌体感染细菌。图片来源:《科学》
 
2020年诺贝尔化学奖颁给了基因编辑工具CRISPR,如今,研究者又有新发现,有望与CRISPR结合,发挥更好的功用。
 
11月初,来自以色列魏茨曼科学研究所的罗特姆·索雷克(Rotem Sorek)带领团队在《细胞》上刊发文章,介绍了他们新发现的基于逆转录酶基因编辑工具:Retrons。与CRISPR类似,该工具可保护微生物免受噬菌体病毒侵害,研究者有望利用它对单细胞生物的基因进行编辑。
 
早在30多年前,就有科学家从黄色粘球菌中发现了逆转录酶,这一遗传元件由DNA、RNA和来自某些细菌中的蛋白质复合而成,但一直以来它们在生物体中的作用不甚明确。
 
据《科学》报道,在最新发表的研究里,索雷克等人在许多细菌中都发现了逆转录酶。他们先搜索了近4万个细菌的基因组,并利用计算机程序寻找与CRISPR和其他已知抗病毒构建体基因相近的抗病毒结构。
 
之后,研究者找到了一段包含逆转录酶的DNA,该元件侧翼是无法编码任何已知细菌蛋白的DNA片段。研究者联想到这些神秘的序列可能在RNA编码中发挥作用。此外,带逆转录性质的DNA通常伴随着一个蛋白质编码基因,每个遗传元件携带的蛋白质有所不同。
 
索雷克等人猜测,这些序列簇参与到一种新的噬菌体防御中。后续研究中,他们进一步证明,包含了逆转录酶、DNA和RNA混合物以及蛋白质的元件Ec48可破坏新感染的细胞,从而使病毒无法复制并继续传播。
 
无独有偶,在海德堡欧洲分子生物学实验室,也有一个研究团队有类似发现,他们在沙门氏细菌中逆转录的编码基因旁边发现了有毒的蛋白质基因,通常情况下毒素会被包裹起来,当噬菌体蛋白出现时则被激活。相关研究已于今年6月刊发于语音本平台bioRxiv。
 
研究者可利用CRISPR靶向并切割基因组中的目标区域,但迄今为止,该工具还不太擅长在靶点DNA中引入新代码,若CRISPR能与此次发现的Retrons相结合,或许能产生所需序列的多重拷贝,并有效剪接到宿主基因中。不过目前,Retrons还未被证实可在哺乳动物细胞中工作,还有许多工作有待完成。(来源:中国科学报 袁柳)
 
 
 
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