编译 希区客

2020年11月5日，以色列维茨曼研究所的罗特姆·索雷克（Rotem Sorek）团队在《细胞》（Cell）上发表论文证实一种名为反转录子（Retron）的细菌的遗传元件同样也是细菌抵抗噬菌体的防御系统。那么，反转录子能否像CRISPR一样，被开发成强大的基因编辑工具呢？2021年5月，哈佛医学院乔治·丘奇（George Church）领衔的团队在这方面有了新进展。

从CRISPR到重组工程

毫无疑问，CRISPR-Cas9基因编辑系统已成为合成生物学领域的创新典范，其带给人类的影响可用惊世骇俗来形容，但现阶段的它仍存在技术缺陷。其中一个极为关键的问题在于，虽然研究者可以通过某些设定，用CRISPRCas9寻找并切割特定的目标DNA片段，但切割之后的替换任务需要诱使细胞用新的DNA片段来修复断裂，而这一“诱导+替换”的过程很复杂，甚至对细胞造成伤害（因为Cas9经常还会切割计划外的位点，造成脱靶问题）。

近年来兴起的一项新型基因编辑技术——重组工程，似乎可弥补CRISPR的缺陷。它执行诱导和替换任务的方式是在细胞复制DNA时引入目标基因片段。所谓“复制”，即DNA的半保留复制过程本就是模板单链持续配对碱基最终合成出完整双链分子的过程，因此在这一过程中引入目标突变基因是相当安全的。相比常规CRISPR的“强行替换”，重组工程选择的“偷梁换柱”可以说是在不破坏DNA的情况下有效地产生了基因突变。下图为该过程的示意图。

反转录子重组过程示意图：将含有目标突变（图中的黑色小段）的反转录子序列与反转录酶（RT）一起引入细菌细胞。……