第102章 基因科学指导太极链编辑

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pa。 它是一个短的dna序列，通常为2-6碱基对长度。 pa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pa序列。 所以当找不到某一pa序列时，可以尝试用另一种核酸酶。 它相应的pa序列就可能存在于目标基因组中。 如果pa序列匹配正确，并且grna成功地与目标位点结合， 那么cas9会在pa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，使成体产生显著变异，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著变异，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。