眼見為實：視頻原子力顯微鏡顯示實時CRISPR基因編輯

    自2012年以來，研究人員常用一種叫做CRISPR的強大“基因組編輯”技術對生物的DNA序列進行修剪、切斷、替換或添加。CRISPR來自微生物的免疫系統，這種工程編輯系統利用一種酶，能把一段作為引導工具的小RNA切入DNA，就能在此處切斷或做其他改變。

    CRISPR已經成為生命科學領域最受關注的基因編輯技術，其效果得到大家一致認可。雖然科學家可通過RT-PCR、WB等方法間接證明CRISPR的功能，但仍未有直接的證據來證實。究其原因：一是生物分子間的相互作用速率快，需要高速的成像手段才能捕捉到；二是生物分子比較小，通常為納米級，普通顯微鏡由于受光學衍射極限所限不能分辨。最近，日本Kanazawa University的科學家利用 視頻原子力顯微鏡HS-AFM 成功觀察到了實時CRISPR基因編輯，為CRISPR技術的有效性提供了直接的證據。

 

 

 

    HS-AFM視頻結果顯示apo-Cas9為柔性構象（flexible conformations），而Cas9–RNA則為穩定的雙葉型構象（stable bilobed architecture）。 

 

 

 

Cas9-RNA靶向定位到目的DNA，形成Cas9–RNA–DNA復合體。

 

 

 

在Mg2+存在的條件下，Cas9-RNA對目的DNA進行特異性剪切。

 

    原文連接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-01466-8

 

    這項工作的完成主要借助了日本RIBM公司研發的超高速視頻原子力顯微鏡HS-AFM，HS-AFM突破了傳統原子力顯微鏡“掃描成像速慢”的限制，能夠實現在液體環境下超快速動態成像，分辨率為納米水平。待測樣品無需特殊固定，不影響生物分子的活性，尤其適用于生物大分子互作動態觀測。推出至今，全球已有80多位用戶，發表SCI論文200余篇，其中包括Science, Nature, Cell 等雜志。 

 

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