什么是caspr？如何使用它来转动基因'关闭'？

CRISPR系统一直是一个热门研究课题，因为他们被证明在2012年将有用作为基因工程工具。他们经常以大多数人能够理解的方式解释。但这些解释往往忽略了关键的细节 - 就像科学家仍在发现这些系统如何工作的基本规则的过程中。

例如，这里有一个简单的解释:CRISPR-Cas系统保护细菌免受病毒等入侵者的侵害。他们通过制造与特定入侵者的DNA序列相匹配的小链RNA来做到这一点。当这些CRISPR rna找到匹配时，它们释放Cas蛋白，切断入侵者的DNA，阻止其复制。

但当然它比这更复杂。例如，有六种不同类型的CRISPR系统（我们知道）。最广泛研究的CISRPR系统之一是CRISPR-CAS9，这是II型CRISPR系统。

但是，最常见的克里普尔系统本质上是I型。NC状态的新研究正在揭示一些管理I型CRISPR系统的基本规则 - 例如CRISPR RNA可以多长时间，以及如何改变长度CRISPR RNA影响系统的行为。

要了解更多，我们谈到了追逐贝赛和米歇尔罗，最近发表的一篇关于这项工作的论文核酸的研究他与蒙大拿州立大学(Montana State University)的两个小组合作。Beisel是北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程助理教授;罗是一名博士生贝斯尔的实验室．

摘要：为什么I型特别兴趣的CRISPR系统？

米歇尔·罗:正如你提到的，I型系统是CRISPR-Cas系统最常见的类型。它们占已知系统的一半以上。当我们研究将生物体自身的系统用于其他目的时，这是特别有趣的。不可否认，CRISPR-Cas9是一种革命性的基因工具，但它依赖于将这种外来Cas9蛋白导入生物体。这是一项重要的任务。然而，如果你使用生物体的自己的CRISPR-Cas蛋白，如我们早先的工作，你就可以避免表达非天然蛋白质的挑战。由于I型系统如此普遍，它们为探索天然CRISPR-Cas系统如何被利用为其他手段提供了一个有希望的途径。

摘要：在您最近的工作中，您评估了如何以及是否可以修改I型CRISPR系统中的RNA。具体来说，你在研究是否可以修改I型CRISPR系统中的RNA长度。为什么要改变RNA的长度?

罗:两年前，发表了多篇论文，详细介绍了I型蛋白质复合物的晶体结构，这种复合物可以结合并帮助降解目标DNA。这些出版物暗示CRISPR RNA作为一个支架来组装复合物中的不同蛋白质。换句话说，RNA充当了这些蛋白质附着的框架。因此，我们假设，如果我们改变CRISPR RNA的长度，我们就可以改变I型蛋白质复合物的大小和组成，可能还会改变复合物的行为。

摘要：如何扩展DNA识别中使用的蛋白质复合物是有用的？

Chase Beisel：进入项目，我们不知道较长的RNA是否允许复杂甚至可以组装，更不用说正常运作。我们惊讶地发现，较长的RNA仍然形成稳定的综合体，可以结合和引导DNA切割。因为这种复合体更大并识别较长的靶序列，所以我们最初设想了该复合物可用于更特异的DNA编辑或用于控制基因表达。

摘要：当我想到CRISPR时，我想到的是一个要么让DNA独立要么将其切割的系统。你说改变RNA的长度对基因抑制更有效是什么意思?

罗:您的摘要已完成。通常，CRISPR-CAS系统调查DNA景观，如果它们检测到靶标，它们会用微小的分子剪刀切割DNA。如果未识别目标，则DNA将单独留下。我们以前的工作证明了我们可以通过将剪刀从等式中移除来阻止DNA的切割。我们通过从基因组I型位点上删除cas3基因来做到这一点。现在，CRISPR-Cas系统不是切割DNA，而是简单地结合DNA。如果我们将这些修改过的系统导入一个基因，它就会阻止该基因的表达。我们最近的研究表明，改变RNA的长度可以影响沉默发生的强度。对于某些区域，CRISPR RNA的长度越长，其抑制作用就越强。

摘要：这是否使CRISPR系统更加具体?也就是说，它是否允许系统在它“攻击”的DNA方面更具针对性?

贝赛:我们想知道同样的事情。事实上，作为发表文章的一部分，我们确实探索了更长时间的rna对特异性的影响，尽管结果是混合的。一方面，更多的RNA参与碱基配对，更多的碱基配对必然意味着更大的特异性。另一方面，我们发现较长的rna能够适应与目标序列的错配，表明特异性较弱。最后，还需要更多的实验来探索特异性的问题，以及它如何影响I型系统的下游使用。

摘要：如何使用基因抑制功能？有潜在的应用吗？

罗:绝对地！这对代谢工程特别有前途。如果您想制作一个微生物工厂，以生产兴趣的宝贵产品，例如生物燃料，您必须改变生物体的新陈代谢。这需要过表达基因导致生产和关闭与生产竞争的基因。我们的系统允许研究人员以有效，特定的，可逆和多路复用的方式关闭基因。我们最新的发现表明，只需改变CRISPR RNA的长度即可微调基于CRISPR的基因镇压的程度。这就是我们最近的纸张核酸的研究是关于。

摘要：未来的研究方向是什么?

贝赛:除了米歇尔提到的申请之外，我们对为什么自然只使用固定长度的RNA，考虑到更长的RNA制作完全函数复合物。我们也对这种现象是在I Systems的许多不同口味中适用的，从那些在居住在极端温度的生物中的复合物中使用的蛋白质较少的那些。