基因“剪刀”可加速特定基因遗传

近日，研究人员首次使用被称为基因“剪刀”的基因组技术CRISPR加快哺乳动物特定基因的遗传。美国加州大学圣迭戈分校遗传学家Kimberly Cooper团队在预印本服务器bioRxiv上发表了这项研究。他们设计了携带DNA切割酶Cas9的雌鼠以及携带向导RNA（gRNA）的雄鼠——gRNA能将Cas9运送到基因组的一个特定目标上，再加上一个可以修饰皮毛颜色的基因。Cas9和gRNA是CRISPR的两种成分。

Cas9切割后，一个细胞会修复损伤，它是基因驱动成功的关键。这个细胞既可以重新连接被切断的DNA链，也可以通过插入新的DNA片段弥补缺口，这一过程被称为同源定向修复（HDR）。

研究人员利用一种基本生物现象迫使细胞向HDR靠近。在减数分裂期间，他们对Cas9进行了控制。这一细胞分裂过程有助于产生精子或卵子。在减数分裂期间，染色体会自然地交换DNA，而在这些交换过程中，细胞只允许进行HDR。

结果显示，该策略在雄鼠中无效，可能是因为精原细胞在减数分裂前经过了正常的有丝分裂。但在雌鼠中，基因驱动成功了。它将许多卵细胞的毛色修饰基因复制到了伴侣染色体上，这将显著提高后代继承该基因的几率。

在一只雌鼠身上，79%的卵细胞最终都在两条染色体上携带毛色修饰基因。如果它与没有该基因的雄性交配，大约90%的幼仔會遗传该基因。Cooper等人写道，这种策略可以加速培养具有引入或受损基因的老鼠。