由華威大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了可以檢測(cè)基因活動(dòng)的遺傳傳感器，而不僅僅是基因本身。沃里克大學(xué)和基爾大學(xué)的科學(xué)家們基于CRISPR基因編輯系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)出了顯微鏡機(jī)器，利用這些傳感器檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)基因何時(shí)“開(kāi)啟”或“關(guān)閉”，并對(duì)這些變化做出動(dòng)態(tài)反應(yīng)，從而使其具有潛在的發(fā)展?jié)摿Α＠硐氲谋O(jiān)控系統(tǒng)。

這些遺傳傳感器在《 CRISPR雜志》上發(fā)表的一篇新論文中有詳細(xì)介紹，科學(xué)家在其中證明了一種基于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部CRISPR系統(tǒng)的遺傳裝置。這項(xiàng)工作是科學(xué)家開(kāi)發(fā)遺傳設(shè)備的第一步，該設(shè)備可以在感知到細(xì)胞內(nèi)現(xiàn)有基因活性后改變基因表達(dá)。

沃里克大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的首席作者Alfonso Jaramillo教授說(shuō)：“目前，我們不知道如何設(shè)計(jì)新的遺傳系統(tǒng)來(lái)觀察細(xì)胞內(nèi)哪些基因是打開(kāi)還是關(guān)閉。自然界中存在蛋白質(zhì)這樣做，他們就能感覺(jué)到細(xì)胞的狀態(tài)，而我們能做的最好的就是從一種生物中獲取它們，然后將它們放入另一種生物中。

“我們希望從頭開(kāi)始采用一種新的方法來(lái)詢問(wèn)我們?nèi)绾螌?duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程以偵聽(tīng)單元內(nèi)部想要的內(nèi)容。

“細(xì)胞包含許多表達(dá)的基因，它們可以感知環(huán)境并加工食物，從而執(zhí)行多種功能。通過(guò)配備能夠檢測(cè)這些基因何時(shí)活躍的傳感器，科學(xué)家們可以對(duì)機(jī)器進(jìn)行編程，使其對(duì)特定過(guò)程做出反應(yīng)，例如當(dāng)細(xì)胞消化食物時(shí)。”

研究人員將他們的遺傳設(shè)備基于CRISPR系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)已廣泛用于各種基因編輯應(yīng)用，包括基因治療。CRISPR分子使科學(xué)家能夠靶向和修飾細(xì)胞內(nèi)的特定基因組序列。CRISPR系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是它的可編程性，這使它幾乎可以重定向到任何遺傳靶標(biāo)，例如引起疾病的遺傳突變。

為了產(chǎn)生這些新穎的遺傳裝置，科學(xué)家將CRISPR的可編程部分用作支架，該部分還負(fù)責(zé)序列識(shí)別和結(jié)合，稱為引導(dǎo)RNA序列(gRNA)。他們能夠通過(guò)在傳感器中引入傳感器來(lái)重新設(shè)計(jì)gRNA序列，這樣CRISPR復(fù)合體只有在被觸發(fā)信號(hào)(例如病毒RNA序列的短片段)激活后才能結(jié)合DNA靶標(biāo)。傳感器可以由任何選定的RNA序列觸發(fā)，并以此方式在細(xì)胞或病毒生命周期的任何時(shí)候激活CRISPR系統(tǒng)。