CRISPR 2.0 可微調的基因修飾技術

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在日常生活中,我們早已習慣可微調水量和溫度的水龍頭、可依需要調整亮度的電燈、以及可隨喜好改變甜度和冰度的手搖飲料。同理來說,基因修飾技術亦是如此,CRISPRi 作用非常精確,鮮少會影響到目標以外的基因;CRISPRa則可將原來基因表現增加 1,000 倍以上,精準度也非常高。

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相較之下,當前最熱門的 CRISPR 基因修飾技術就顯得僵化許多,因為 CRISPR 作用的原理就是鎖定目標基因將其剪下,然後再換上一段修飾完成的基因。所幸分子生物學家也注意到這樣的問題,近期更推出 CRISPR 的 2.0 進階版,預期運用價值和範圍將可大幅超越傳統的 CRISPR 1.0 技術。

CRISPRi + CRISPRa:基因表現隨你調

CRISPR 2.0 技術由美國史丹佛大學的團隊所研發,作法是將原先 CRISPR 技術用來剪下和貼上基因的剪刀酵素 Cas9 換掉,改為可降低 (CRISPRi) 或增加 (CRISPRa) 基因表現量的各種酵素。目前 CRISPRi 可將基因表現量壓制到原來的 1-10% 左右,且作用非常精確,鮮少會影響到目標以外的基因。CRISPRa 則可將原來基因表現增加 1,000 倍以上,精準度也非常高。由此可知,CRISPRi + CRISPRa 系統可讓基因調控的幅度相差 10 萬倍以上,相當驚人,也比只能做剪下和貼上的 CRISPR 1.0 技術增加許多應用價值。

基因在天地之間,平衡是王道

人生並不是非黑即白,而生物體更是講求平衡,過於極端的治療反而應用價值有限。而目前已知人類許多代謝性疾病和癌症可能是源自基因的異常表現,但基因本身其實沒有任何突變或問題。在這種情況下, CRISPR 1.0 技術就無用武之地,因為基因本身若沒有問題,單靠剪下貼上是無法表現過高或過低的現象。CRISPR 2.0 技術此時就能扮演導正的角色,而且作用具有時效性和可逆性,可設定在一段時間內發揮功能就好。這對於未來基因醫學的運用其實更有潛力,相關臨床發展頗令人期待。

探索園地
1. CRISPR 2.0技術原始作者對該技術的深入分析:
Gilbert LA et al. Cell 2014; 159:647-61. doi: 10.1016/j.cell.2014.09.029.
2. CRISPR 2.0技術的未來展望與潛在應用:
Lau E. Nat Rev Genet 2014; 15:778-9. doi: 10.1038/nrg3850.

本文授權轉載自:
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作者

GeneOnline 基因線上

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