自2012年以来,基因编辑工具CRISPR-Cas9使科学家能够以非常精确的方式来编辑DNA,但是这种技术的一个限制因素是,它只能在单个基因内进行编辑。现在,科学家已经开发出新的工具,可以切割和拼接大块染色体,并组装来自不同菌株的新合成基因组。

该研究结果发表以题为“Programmed chromosome fission and fusion enable precise large-scalegenome rearrangement and assembly”发表在《Science》上,可能会对合成生物学,计算生物学和生物计算等领域产生重大影响,并可能为各种疾病提供更好的治疗方法。

“这篇新论文非常令人兴奋,是合成生物学的一大进步,”纽约罗切斯特大学的合成生物学家Anne Meyer如此说。

与以前的基因编辑工具不同,新工具能够对长链DNA进行许多精确切割。该技术可以在其他细胞中产生不同的环状染色体对,研究人员可以随意交换染色体,最终将他们选择的任何块插入原始基因组中。

“现在,我可以在一个部分进行一系列更改,然后将另一个部分组合在一起。这是一个大问题,”加州大学欧文分校的合成生物学家Chang Liu说。

这些新工具可能为科学家探索许多新领域打开了大门:创造能够生产非天然生物分子的合成物种,将信息写入DNA用作储存设备,并通过制造降低医学研究的成本更容易编辑更大规模的细菌基因组。

然而,由于种种原因,使用CRISPR编辑人类基因组不太可能很快发生。

“我们并不总能完全理解我们正在做出的改变,”约翰霍普金斯伯曼生物伦理研究所的生物伦理学家艾伦·雷根伯格说,“即使我们确实做出了我们想做的改变,仍然存在一个问题,即它是否会做我们想做的事情,而不是做我们不想做的事情。”