锌指核酸酶

锌指核酸酶是一种早期的、由蛋白质部件搭建的可编程 DNA 剪刀。在 CRISPR 之前,科学家无法只写一段 RNA 地址;他们必须工程化出一种能抓住特定 DNA 序列的定制蛋白,再给它接上切割部件——费时费力,但在当时堪称革命性。

这种工具组合了两个模块。锌指是小型蛋白质结构域,每个由一个锌离子稳定,各自识别约三个 DNA 碱基;串联起来后,数个锌指便读取一段更长的靶序列。在这一 DNA 结合阵列上融合着一种叫 FokI 的酶的切割部分。由于 FokI 必须成对才能切割,两个锌指核酸酶并排结合在相对的两条链上,共同制造一个双链断裂,再由细胞修复。

锌指核酸酶证明了在人类细胞中进行定点基因组编辑是可行的,并进入了早期临床试验。它的缺点在于难度:为每个新靶点设计锌指既费力又昂贵,且并非总是可靠,这正是远为简便的 CRISPR 系统在很大程度上取代它的原因。