鋅指核酸酶

鋅指核酸酶是一種早期的、由蛋白質部件搭建的可編程 DNA 剪刀。在 CRISPR 之前,科學家無法只寫一段 RNA 地址;他們必須工程化出一種能抓住特定 DNA 序列的定製蛋白,再給它接上切割部件——費時費力,但在當時堪稱革命性。

這種工具組合了兩個模組。鋅指是小型蛋白質結構域,每個由一個鋅離子穩定,各自辨識約三個 DNA 鹼基;串聯起來後,數個鋅指便讀取一段更長的靶序列。在這一 DNA 結合陣列上融合著一種叫 FokI 的酶的切割部分。由於 FokI 必須成對才能切割,兩個鋅指核酸酶並排結合在相對的兩條鏈上,共同製造一個雙鏈斷裂,再由細胞修復。

鋅指核酸酶證明了在人類細胞中進行定點基因組編輯是可行的,並進入了早期臨床試驗。它的缺點在於難度:為每個新靶點設計鋅指既費力又昂貴,且並非總是可靠,這正是遠為簡便的 CRISPR 系統在很大程度上取代它的原因。