什么是CRISPR基因编辑,它是如何工作的? 2018-11-08 10:04:01

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术语CRISPR / Cas9代表Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats / CRISPR相关蛋白9这些名称反映了其发现过程中发现的重要特征,但没有告诉我们它是如何工作的,因为它们是在任何人都知道什么是CRISPR / Cas9之前创造的

在细菌中发现并参与免疫防御的系统细菌使用CRISPR / Cas9来切割入侵细菌病毒的DNA,否则可能会杀死它们今天我们已经将这种分子机器用于完全不同的目的 - 改变任何选择的字母(s)在生物体的DNA代码中我们可能想要纠正在复制时遗传或悄悄进入我们DNA的疾病导致的错误或者在某些情况下ases,我们可能想要增强作物,牲畜或者甚至是人类的遗传密码所以我们只是将不需要的基因剪掉并用一个好基因替换掉吗

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我们首先要记住,动物和植物是由数百万个细胞组成的,每个细胞含有相同的DNA没有必要编辑一个细胞:我们必须在每个细胞中编辑相同的基因我们必须剪掉数以百万计的新基因和粘贴数以百万计的新基因并不是所有细胞都容易获得 - 我们怎样才能到达埋在我们骨骼中或深入大脑内的细胞

一个更好的方法是从头开始编辑基因组,而只有一个细胞 - 一个非常早期的胚胎因此,我们所需要的只是一个巨大的显微镜和一把小剪刀而且基本上我们使用的是Cas9技术在细菌中进化的破坏病毒的“剪刀”的名称该部分名称的CRISPR部分来自重复的DNA序列,我们是复杂系统的一部分,告诉剪刀切割哪部分DNA为了瞄准我们的Cas9剪刀,我们将它们链接到一个人工指南,将它们引导到匹配的DNA片段记住,DNA有两条链,一条Strand与另一条相配我们制作一个代码指南,只与我们30亿的一部分对齐碱基对长基因组 - 它就像一个“谷歌”搜索我们的指南可能梳理大量的遗传物质找到一个完全匹配的部分然后我们的“剪刀”可以在正确的地方切割一旦Cas9 scisso将DNA切割到我们想要的位置,细胞将尝试使用它可以找到的任何可用DNA来修复断裂因此,我们还注入了我们想要插入的新基因了解更多:现在我们可以编辑生命本身,我们需要问一下我们应该如何使用这种技术您可以使用显微镜和细针将CRISPR / Cas9与导向器一起注射和供体DNA,新基因或者,您可以用电流在细胞中打孔,让这些东西漂浮起来在,使用枪支射入卡住的小子弹,或者将它们封装在与细胞膜融合的脂肪气泡中并释放其内部物质但新基因如何找到适合自己嵌入的地方

想象一下,你想要放入最后一块有30亿块拼图的拼图游戏,它就在一个牢房里面,像一个充满激情的果实充满了goop你要做的是制作一个精确正确形状的拼图,然后将它注入那么这只是一个摇摇晃晃的案例,直到最后这件作品找到了解决拼图正确部分的方式并插入适合的唯一地方你不需要能够通过显微镜看到我们基因组中的DNA - 它太小而你也不必摇晃 - 随机扩散(称为布朗运动)将始终将拼图块传送到最终适合的地方首先,指南将摇晃并找到合适的位置切割剪刀,然后新的供体DNA将在它适合的地方排列,并通过天然DNA永久性地缝合到DNA链中,尽管已经创建了新的CRISPR编辑系统,甚至不需要切割DNA在这种情况下,t CRIPSR / Cas和引导系统可以将酶传递给特定基因并改变它,可能将A改为G或C改为T,而不是切掉任何东西或放任何东西大多数实验使用小鼠Embrys或细胞生长人工液体中的培养皿设计成像血液一样其他研究人员正在修改干细胞,然后可以将其重新注入患者体内以重新填充受损器官世界上只有少数几个实验室正在与早期人类胚胎一起工作这项研究受到高度监管,仔细观察其他人对植物细胞的研究,因为整个植物可以从少数细胞中生长出来我们了解更多,我们可以用CRISPR / Cas9做的范围将会改善我们可以做很多事情,但每个生物体和每个细胞都是不同的更重要的是,身体中的一切都是相互联系的,所以我们必须考虑意想不到的副作用,并考虑改变基因的伦理

最重要的是,作为一个社会,我们应该讨论并同意我们希望实现的目标了解更多:为什么我们可以信赖具有新基因编辑技术力量的科学家阅读我们精密医学系列中的其他文章