2016-08-29 訊從1893年至今
精確而高效的CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)已經(jīng)在生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室刮起一股風(fēng)暴?div id="m50uktp" class="box-center"> ,F(xiàn)在,該技術(shù)正在席卷進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)界
科學(xué)家并非簡(jiǎn)單地推斷是什么導(dǎo)致諸如魚(yú)類如何演化出四肢等歷史上的類似過(guò)渡,而是利用CRISPR技術(shù)直接驗(yàn)證這些假設(shè)
這正是科學(xué)家8月17日在《自然》雜志發(fā)表的內(nèi)容
“CRISPR是一種給生物學(xué)界帶來(lái)變革性的技術(shù)
伊利諾伊州芝加哥大學(xué)古生物學(xué)家和發(fā)育生物學(xué)家Neil Shubin曾利用基因編輯技術(shù)檢查魚(yú)鰭的前端如何被四足類陸生脊椎動(dòng)物的腳和腳趾替代
研究人員已經(jīng)知道,古代魚(yú)類后來(lái)演化出四肢
,Shubin帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在2004年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)距今37.5億年的古老化石似乎捕捉了這一過(guò)渡期的行為,他們還認(rèn)為腳是進(jìn)化過(guò)程中新出現(xiàn)的事物,在魚(yú)類組織內(nèi)并沒(méi)有相應(yīng)的對(duì)應(yīng)體,因?yàn)轸~(yú)鰭和腳是用不同種類的骨骼形成的。但是Shubin表示
,基因編輯已經(jīng)改變了他的想法。該團(tuán)隊(duì)利用CRipsR技術(shù)使斑馬魚(yú)缺失了若干種hox13基因,而研究人員已經(jīng)認(rèn)為這些基因在魚(yú)鰭生長(zhǎng)中扮演著關(guān)鍵角色。這些突變異種均未生長(zhǎng)出完善的腳
,Shubin寫(xiě)道,但是一些人認(rèn)為“相當(dāng)于手指的魚(yú)鰭”與四足類動(dòng)物發(fā)育出的手指和腳趾一樣?div id="4qifd00" class="flower right">斑馬魚(yú)是通用的模型有機(jī)體
,其基因組通常在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行編輯。但是CRipsR技術(shù)大大加速了Shubin團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)。下一步的一個(gè)研究將是敲除魚(yú)類物種體內(nèi)的hox13基因,使其更加接近古代獲得四肢的魚(yú)類,加州大學(xué)圣迭戈分校進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)家Aditya Saxena和Kimberly Cooper說(shuō)。多虧CRISPR技術(shù)沒(méi)什么原因會(huì)讓人覺(jué)得這種技術(shù)不能用于其他研究以及其他生物物種
在今年1月發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》的一項(xiàng)研究中
,他和加州大學(xué)伯克利分校同事Nipam Patel發(fā)現(xiàn),使該物種體內(nèi)不同的Hox基因失去活性會(huì)導(dǎo)致特定的身體附件如觸須和爪子發(fā)育混亂。如果研究人員能夠成功在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)該動(dòng)物,就能獲得該動(dòng)物的卵,Martin表示,他們應(yīng)該利用CRipsR。這樣的靈活性對(duì)于進(jìn)化發(fā)育研究人員來(lái)說(shuō)非常重要
,紐約大學(xué)發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)家Claude Desplan說(shuō),該團(tuán)隊(duì)將CRipsR技術(shù)應(yīng)用于黃燕尾蝶,相關(guān)成果于今年7月發(fā)表于《自然》,該研究旨在檢測(cè)黃燕尾蝶眼睛的光感受器如何比果蠅等昆蟲(chóng)識(shí)別更廣泛的色譜。他所在實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)將該基因編輯技術(shù)應(yīng)用于黃蜂和螞蟻。到目前為止
,發(fā)育進(jìn)化生物學(xué)家一直在聚焦利用CRISPR技術(shù)刪除一個(gè)基因的活性或是導(dǎo)入其他的基因,比如編碼綠色熒光蛋白的基因,這可以更好地跟蹤動(dòng)物的發(fā)育。但是Martin期望研究人員可以很快利用該工具精確改變動(dòng)物體內(nèi)的DNA序列,從而檢測(cè)具體基因變化的作用。它們可能包括調(diào)節(jié)DNA序列的改變,這會(huì)影響基因在哪里以及什么時(shí)候處于活性狀態(tài),這或曾對(duì)四足類動(dòng)物四肢演化的環(huán)境適應(yīng)性有過(guò)貢獻(xiàn)。本文地址:http://www.mcys1996.com/jiankang/301537.html.
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