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新 CRISPR 修改技術更準確改變基因

2017/10/26 — 11:43

Pascal / flickr

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哈佛生物學家 David Liu 的團隊以現有 CRISPR 技術,發展出新的方法,更準確修改基因。

CRISPR 基因修改技術可以切斷指定基因段後,維修或刪除基因。近年 CRISPR 基因修改技術日漸成熟,生物醫學界亦開始嘗試測試以修改基因來治療病症

刪除容易修補難,要修改基因,要先在切斷處加入正確基因序列,再讓細胞自動修補錯誤基因。可是,現時只有部份細胞可以此 CRISPR 技術修補, 更不能修復腦細胞。

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為解決此問題,哈佛生物學家 David Liu 聯同研究隊伍嘗試改進基因修改技術,務求可直接改變單一基因鹼基。

甚麼是鹼基 (Base)?

DNA 由不同基因組成,每一段基因則由鹼基對 (Base Pair) 構成。這類鹼基對分別以鹼基腺嘌呤 (A) 、胸腺嘧啶 (T) 、鳥嘌呤 (G)  和胞嘧啶 (C) 配對而成。

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疾病大多由基因變異引起,而這類變異就是因為鹼基改變,導致 DNA 失去原來功能造成。由於每種鹼基都有機會變異成另外 3 種鹼基,所以要改正( 3 × 4 種)錯誤 ,科學家就需要有 12 種修正方法。

去年,David Liu 與研究人員就發現一種名為 BE3 的鹼基修改器 (Base Editor) ,可將 C 變為 T、G 變為 A 。透過將 CRISPR 蛋白上的「分子剪刀」,改為一種能改變鹼基的酵素。

他們再在今年成功研究出可將 T 變為 C 及 A 變為 G 的方法。但今次的「主角」並非如 BE3 一樣般的自然酵素;而是研究人員改變細菌生活環境,使其演化出一種新酵素 ABE7。 研究人員從測試中,確認這種鹼基修改器 ABE7 可將 T 與 A 鹼基分別修復成 C 和 G 。最令人感到興奮的是, ABE7 鮮會造成不尋常變化,代表它比一般 CRISPR 修改安全

雖然未能修改所有鹼基變異,但研究人員就指 ABE7 和 BE3 等鹼基修改器可互相配合修正部份單一基因鹼基變異問題,長遠更可用於治療一些如癌症的基因病症。

原文:
New Scientists, We’ve evolved an even more powerful form of CRISPR gene editing, 25 October 2017

報告:
Gaudelli, N.M., Komor, A.C., Rees, H.A., Packer, M.S. Badran, A.H., Bryson, D.I. & Liu, D.R. (2017). Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage. Nature, Published Online. DOI: 10.1038/nature24644

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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