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逆天神器CRISPR:用基因直接验证进化猜想

编辑:admin 时间:2020-08-01 奇闻指数: 手机版

[提要]从1893年起大部分的夏季,年轻的发育和进化生物学家齐聚于麻省伍兹霍尔分享交流技术。在那里的世界最知名的海洋生物学实验室里,学生们在一年一次的胚胎学课程上解剖海胆和栉水母,并从不同动物身上移植细胞。

  从1893年起大部分的夏季,年轻的发育和进化生物学家齐聚于麻省伍兹霍尔分享交流技术。在那里的世界最知名的海洋生物学实验室里,学生们在一年一次的胚胎学课程上解剖海胆和栉水母,并从不同动物身上移植细胞。但最近三年里,这些机敏的学生在学习一些新东西:基因编辑。

  精确有效的CRISPR–Cas9基因编辑技术已经席卷了各生命科学实验室。现在,它正扫荡过进化发育生物学领域。进化发育生物学试图解释潜藏于进化适应之下的发育变化。

  科学家们可以借助CRISPR直接验证他们的猜想,而不是简单地推断历史转变的原因。研究人员已经用该技术确定了蝴蝶如何进化出色彩斑斓的外观以及甲壳动物如何获得了螯。

  CRISPR是整个生物学的革命,但对进化发育生物学来说它更是颠覆性的,位于华盛顿的乔治华盛顿大学进化发育生物学家Arnaud Martin说道,我们能做到之前做不到的事。

  CRISPR似乎广泛适用于所有生物,Martin说道。他已成功将其应用于一种名为Parhyale hawaiensis的海生甲壳动物,这种动物在进化发育生物学界日益流行。

  在2月Current Biology的一篇论文中,他和加州伯克利的同事Nipam Tatel发现该物种身上的隐性的多个Hox基因与特定附肢相关,如触须和螯。Martin说,如果科学家们能在实验室里饲养它们以取得卵,他们就可以使用CRISPR。

  纽约大学发育神经生物学家Claude Desplan表示,对进化发育生物学研究者来说,这种程度的灵活性十分重要。在上个月Nature发表的论文中,他的团队将CRISPR用于黄凤尾蝶,以检验一个关于它们眼睛中的感光细胞如何感知比果蝇等昆虫更宽的光谱的理论。他的实验室还在做将基因编辑用于黄蜂和蚂蚁的实验。

  迄今为止,进化发育生物学家们关注于用CRISPR排除基因活性或引入基因,如编码绿色荧光蛋白的基因,从而更好地追踪动物进化。但Martin希望研究人员很快能开始用这一工具精确改变动物基因序列,以检验关于特定基因变化的想法。

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