上周，Science雜志上發(fā)表的兩篇文章介紹了簡單，和便宜的切割DNA插入基因進入人體細胞方法，這為基因藥物的研發(fā)，改變當(dāng)前昂貴、復(fù)雜的基因缺陷遺傳疾病治療程序甚至艾滋病帶來了希望。

2012年6月28日的Science雜志上，Doudna的科研小組描述了一種定位和切割細菌DNA的新方法。該技術(shù)被Nature Biotechnology評為2012年度技術(shù)。上周在Science雜志上發(fā)表2篇論文的結(jié)果表明，該技術(shù)也適用于人類細胞中。另外Doudna和她的研究小組在新開放的eLife期刊上發(fā)表了相關(guān)的論文。

“修改一個有機體的基因的特定元素是促進我們認識生物和人類健康的方法，”加州大學(xué)伯克利分校分子和細胞生物學(xué)教授Doudna說。“不過，這項技術(shù)在醫(yī)學(xué)和科研上面臨發(fā)展瓶頸。

“我認為這將是一個真正的關(guān)鍵點，”其中一篇論文的主要作者之一，哈佛醫(yī)學(xué)院的George Church說。“將會有很多人使用這個方法，因為它比其他技術(shù)更容易約緊湊100倍。”

“根據(jù)我們收到的反饋，這種技術(shù)可能*改變動物和植物的基因組工程，”Doudna說，“這很容易編程，并可能和聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）一樣強大。”PCR技術(shù)使產(chǎn)生數(shù)百萬份的小的DNA。片段更容易，并*性地改變生物研究和醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)。

巡航導(dǎo)彈

zui近鋅指核酸和TALEN蛋白（效應(yīng)物核酸酶一樣的轉(zhuǎn)錄因子）的發(fā)展，獲得了很多的關(guān)注，包括當(dāng)選Science雜志2012年科技突破之一。該雜志標(biāo)記“巡航導(dǎo)彈”，因為這兩種技術(shù)讓研究人員只剪接基因組的特定部分。

研究人員可以使用這些方法切割DNA。片段，如果存在替代的DNA。片段，細胞將其插入而不是切割。在這種方法中，醫(yī)生可以切除有缺陷或突變基因，取而代之的是一個正常的拷貝。Sangamo Biosciences公司已經(jīng)顯示出一個人感染艾滋病毒時，更換特定的基因可幫助他或她抵抗艾滋病。

鋅指和和 TALEN 技術(shù)都需要為每個新的站點合成一個新的基因編碼一個特定的蛋白質(zhì)的DNA。與此相反，新的技術(shù)使用一個單一的蛋白質(zhì)，只需要一個短的RNA分子編程位點特異性的DNA識別，Doudna表示。

在新的科學(xué)快訊中，Church對照了涉及Cas9酶的新技術(shù)，與插入基因到哺乳動物細胞的TALEN方法，并發(fā)現(xiàn)前者效率高5倍以上。

Cas9-RNA復(fù)合物比是TALEN蛋白更容易，它的體積更小，更容易滑入細胞，同時該復(fù)合物具有較低的毒性。

“現(xiàn)在宣布TALENS對鋅指全面勝利還太早了，Church說，“但它看起來很有希望。”

基于細菌的免疫系統(tǒng)

Doudna在研究細菌免疫系統(tǒng)酶切割DNA保護自己免受病毒的工作時發(fā)現(xiàn)Cas9酶。這些細菌切斷病毒DNA滅活病毒。

在幾年前，加州大學(xué)伯克利分校地球與行星科學(xué)教授 Jill Banfield把這個不尋常的病毒免疫系統(tǒng)帶給Doudna，并引起了Doudna的興趣。她的研究主要集中在細胞如何利用RNA（核糖核酸）。

Doudna和她的團隊的工作得出了RNA酶-RNA復(fù)合物切割DNA的細節(jié)，Cas9蛋白質(zhì)和兩個短RNA片段結(jié)合，綁定一個確定RNA序列的特定DNA區(qū)域。

然后，科學(xué)家簡化系統(tǒng)至只有一個RNA片段，并在早期的Science論文上指出，他們能夠剪斷特定的細菌DNA區(qū)域。

這一方法與過去其他的方法相比美妙之處在于它使用一個單一的酶，Doudna說，“每個不同的點上酶不都需要改變，你只需要用不同的RNA轉(zhuǎn)錄重新編程，這是很容易設(shè)計和實現(xiàn)。”

這三篇新的論文顯示了，這種細菌系統(tǒng)在人類細胞中同樣適用。

真正我們工作的方式和處理哺乳動物細胞和其他類型的動物和植物細胞的技術(shù)，Doudna說。“這是一個的海報孩子對基礎(chǔ)科學(xué)的作用在影響人類健康的重要的發(fā)現(xiàn)。”

研究人員表示，這展示了細菌免疫系統(tǒng)研究有望成為改變我們哺乳動物細胞核其他類型的動植物細胞工作方式的技術(shù)。