可升级CRISPR的新基因编辑复合体的首批图像

Sam Sternberg，Israel Fernandez和他的同事在发现霍乱弧菌细菌中的“跳跃基因”后，可以将大的基因序列精确地导入基因组，而不会引起DNA断裂，从而开发出了一种名为INTEGRATE的新基因编辑工具。

目前，研究人员用来修饰基因组的CRISPR-Cas9工具涉及切割目标DNA的两条链，产生DNA断裂，然后细胞需要修复该断裂。研究人员仍然发现这种修复过程难以控制，并且经常将不需要或“脱靶”的基因编辑引入基因组。

捕获新基因编辑工具的高分辨率图像

正如《自然》杂志上所报道的那样，萨姆伯格和团队使用了获得诺贝尔奖的冷冻电子显微镜技术来捕获新的基因编辑工具的高分辨率图像，从而确切地了解其工作原理。

斯特恩伯格说：“我们在第一项研究中展示了如何利用整合来在细菌细胞中靶向DNA插入。”“这些新图像与以色列费尔南德斯实验室的精彩合作，以令人难以置信的分子细节解释了生物学，并将通过指导蛋白质工程工作来帮助我们改善系统。”

研究人员使用低温电子显微镜技术，在液氮中冻结了基因编辑复合物的样品，并用电子轰击了它。然后，他们使用电子显微镜捕获复合物的图像，并生成INTEGRATE系统的原子分辨率结构模型。

研究小组发现，该复合物是由两个主要部分组成，这些主要部分排列成螺旋状。一段(级联)环绕并携带引导RNA，该RNA在细胞中寻找匹配的DNA序列。一旦与目标DNA结合，它就会通过位于复合物末端的“转座”蛋白质使序列穿线，该蛋白质会募集酶来帮助修饰它。

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