第102章 基因科学指导太极链编辑
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其实除了让绿铃自行破译,张遂也可以教她辨认简体字。
但这也未必能比让她自行破译快多少,还要占用他的时间。
于是张遂便把《破天机》交给绿铃阅览。
绿铃只用五分钟,就把整本书扫描进了自己的数据库。
张遂拿回书以后,担心绿铃短时间内无法破译简体字。
于是他决定仔细研读一下书中关于设计gRNA的内容。
然后再讲给绿铃,期望能对她的研究有所帮助。
cRISpR-cas9系统包括一个gRNA和cas9内切酶。
它们共同形成一个核糖核蛋白复合物。
gRNA是由crRNA和tracrRNA组成:
crRNA是一个与目标dNA互补配对的核苷酸序列,长度为17-20个碱基。
它是gRNA可定制的组件。
tracrRNA,可以作为支架帮助cas9内切酶折叠。
gRNA能识别目标dNA区域,并将cas9内切酶引导到那里进行编辑。
在原核细胞中,gRNA将内切酶引导至病毒dNA。
而在实验中,经过设计的gRNA几乎可以定位任何有机体基因组上的任何位置。
gRNA需要目标基因组中存在特定的“前间隔序列邻近基序”,才能定位目标序列。
然后,cas9内切酶才能在目标序列处剪断dNA,作为基因编辑的位置。
前间隔序列邻近基序,简称 pAm。
它是一个短的dNA序列,通常为2-6碱基对长度。
pAm是cas内切酶切割所必需的。
它通常处在切割位点下游3-4个核苷酸。
有许多不同cas内切酶可以从不同的细菌中纯化。
每种酶都能识别不同的pAm序列。
所以当找不到某一pAm序列时,可以尝试用另一种核酸酶。
它相应的pAm序列就可能存在于目标基因组中。
如果pAm序列匹配正确,并且gRNA成功地与目标位点结合,
那么cas9会在pAm序列上游约3-4个核苷酸进行dNA双链的切割。
等张遂基本理解这部分内容,觉得可以讲给绿铃之时,已经过了3个小时。
“铃儿,过来一下,”张遂冲绿铃招手,“我给你讲讲如何设计向导阴符链。”
“不必了公子,”绿铃含笑摇头,“我一个小时前就破译了那本书上的文字。”
“设计向导阴符链的方法,我已经清楚了。”
张遂对她破译文字的速度感到甚是吃鲸。
但转念一想,金液傀儡是超级庞大的细胞计算机网络。
运算速度,至少是地球上最先进超级计算机的10万倍。
破译文字对他们还真不是什么难事。
何况简体字跟青丘使用的文字还是一脉相承的。
“好,很好,”张遂强抑内心的喜悦,“那你知道如何编辑太极链了吗?”
“知道了,”绿铃自信地道,“破译那种文字的同时,我对书上的内容便已全部通晓。”
“哦,那你说一下cRISpR-cas9是如何编辑基因的?”
于是绿铃简明扼要地复述了《破天机》上,用cRISpR-cas9编辑基因的方法。
简单而言,基因编辑包括基因敲除和基因敲入。
两种编辑方法都需要利用细胞修复自身dNA的能力。
这种能力基于两种机制:
非同源末端连接、同源序列定向修复。
基因敲除,就是永久性地敲除目标dNA上的一个基因,
使其无法再表达出具备正常功能的蛋白质。
这需要利用非同源末端连接修复机制。
这种机制可将断开的dNA末端重新连接在一起。
但这个过程中容易产生错误,并可能插入或删除核苷酸。
如果插入或删除的核苷酸数不能被3整除,
就会引起移码突变,使该基因无法表达出有功能的蛋白质。
基因敲入,是用一段新的序列替换目标基因组上的一段序列。
这需要利用同源序列定向修复机制。
在导入cRISpR组分的同时,还需要导入一段带有预敲入序列的外源dNA。
细胞会利用这段外源dNA来同源重组,修复cRISpR系统导致的dNA双链断裂。
这一过程中将会实现外源dNA序列的敲入。
基因敲入是张遂很重视的一项技术。
因为阴符玄藻丹必须是一种能实现基因敲入的药物。
实现基因敲入还有一个重要的前提,
就是转染技术。
这是把cRISpR组分导入细胞的技术。
从某种意义上说,这才是张遂最关心的技术。
但他并没有再让绿铃复述转染技术的内容。
正因为最关心转染技术,所以他对其内容已经非常熟悉。
何况他也并不怀疑绿铃对《破天机》一书内容的掌握。
他之所如此关注转染技术,是为了实现阴符玄藻丹的另一项重要功能。
就是让这种丹药能引起复杂生物成体的变异。
然而地球上目前的基因工程水平,基本还停留在编辑单细胞的水平上。
要想获得变异的复杂生物成体,一般都是编辑其胚胎细胞,让其长成变异的成体。
至于服用基因药物,使成体产生显着变异,还只是停留在科幻层面。
也就是说,凭借现成的转染技术,还远远不能炼成阴符玄藻丹。
一种基因药物要使复杂生物成体产生显着变异,就必须大量改变目标的体细胞。
那么这种药物就必须能大量复制cRISpR组分。
目前转染的方法包括物理转染、化学转染和病毒转染。
物理转染是在细胞膜上造成暂时的小孔,使cRISpR组分可以通过这些孔进入细胞。
显然,这只适用于对单个细胞的转染。
化学转染是用化学物质把cRISpR组分导入细胞内部的方法。
这可以制成口服药物。
但药物剂量有限,也不能复制cRISpR组分。
只有多次服用,才有可能引起复杂生物成体的变异。