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MAGESTIC--更精準的基因編輯技術

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科技產業資訊室 (iKnow) - 謝威翔 發表於 2018年5月25日

圖、更精準的基因編輯技術
 
CRISPR是一種非常有用的基因編輯技術,但想要用此技術來精確編輯基因體仍有許多困難。目前CRISPR技術在DNA切割點可能會發生隨機突變,通常是因為DNA鏈以不可預知的方式重新結合。更重要的是,許多細胞在編輯過程中無法存活,所以想要用這個技術來治療基因相關疾病仍有很大的問題,因為用在人體的基因治療需要控制地非常精確。
 
為了解決這種問題,史丹佛大學與美國國家標準與技術研究所(NIST)合作組成了生物計量學倡議組織(Joint Initiative for Metrology in Biology, JIMB),開發了新的CRISPR平台,命名為MAGESTIC,語意來自「帶有可追蹤嵌入式短條碼的多樣精準基因編輯」(multiplexed accurate genome editing with short, trackable, integrated cellular barcodes)。
 
以往要解決DNA切割位點的問題,通常是提供合適的供體DNA (donor DNA)以修復切割點。但是對細胞來說,在幾百萬至數十億鹼基對的DNA序列中尋找正確的供體DNA是一項重大挑戰。MAGESTIC平台改善了這個技術,利用他們稱為「活化供體招募」(active donor recruitment)的過程,讓人工設計的供體DNA直接進入切割位點,幫助DNA修復。這種技術可以讓細胞存活率增加七倍,此成果令研究團隊十分驚喜。MAGESTIC另一個優點是改善了細胞條碼,以往研究人員使用質體來儲存條碼DNA以追踪每個細胞中設計的編輯。但隨著細胞生長,質體在細胞分裂後條碼DNA的數量會有誤差,導致計算細胞量會不夠確。而MAGESTIC中,條形碼被整合到染色體,使得它們更加穩定,易於往後找尋和計數。
 
DNA技術正在達到一種境界,不僅能夠對基因體中鹼基對的進行定序,還可以對它們進行編輯。為需要更好地追蹤並理解編輯的後果,建構MAGESTIC平台,就能對書中的單個字母進行小編輯,並了解它對文本的意義有什麼影響,比以往過去的平台更有效,本研究發表於Nature Biotechnology上。(643字;圖1)
 

參考資料:
From Clipping Scissors to Word Processor. NIST,2018/5/7
 

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