CRISPR Cas基因編輯技術,科學家從細菌免疫系統得到的靈感。


CRISPR Cas9的全名為「常間回文重複序列叢集關聯蛋白
(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat CRISPR associated protein 9),

CRISPR是1987年日本科學家在大腸桿菌中發現一整段有如三明治般的特殊序列,一段段重複出現的回文序列(palindromic)像是麵包,夾著不一樣的基因片段( spacers )就像餡料,當時的科學家並沒有發現這樣的特殊序列所代表的意義。

1990年Francisco Mojica在古細菌身上也發現相似的特殊序列,並推斷在兩種擁有截然不同遺傳基因的細菌身上,被高度保留的遺傳密碼 CRISPR一定具有重要的功能。

果不其然,科學家發現三明治中的不同餡料,與病毒的基因片段相同,細菌在抵抗病毒的過程中,會將病毒的基因片段留在體內的檔案夾中形成死亡筆記本,麵包是一個個分隔用的書籤,餡料則是被記在基因裡的病毒序列,下次有相同DNA的病毒入侵時,就會啟動防禦機制,由Cas蛋白攻擊入侵者DNA。

基因飛鏢 CRISPR Cas
細菌對抗病毒感染的免疫機制
將入侵者基因片段保留在CRISPR區域,記憶並於下次引導Cas蛋白攻擊入侵者。

CRISPR Cas9技術原理
學習細菌把這筆帳記在基因裡形成死亡筆記本的方式,以特殊序列引導Cas9蛋白攻擊目標基因,藉由細胞體內的雙股DNA斷裂、修復,達成基因編輯的目標。

CRISPR Cas9快速、簡單、精準、跨物種的特性,可以運用的範疇更廣,快速成為科學家的得力助手,不過仍存在切割到非目標基因序列的脫靶效應。

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