CRISPR/Cas9基因編輯方法的建立在生命科學(xué)領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)技術(shù)革命，最近科學(xué)家又進(jìn)一步設(shè)計(jì)了新的Cas9融合蛋白，可作為“單堿基編輯器“，作用原理如圖1所示。這種融合蛋白包含dCas9蛋白和大鼠胞苷脫氨酶APOBECI兩部分。dCas9蛋白可以結(jié)合一段sgRNA，這段sgRNA可以引導(dǎo)dCas9蛋白部分與特定的DNA序列結(jié)合。該融合蛋白的另一部分胞苷脫氨酶APOBEC1具有將識(shí)別部位特定位置的胞嘧啶轉(zhuǎn)化為尿嘧啶（步驟①）的能力，之后通過DNA復(fù)制或修復(fù)，尿嘧啶被轉(zhuǎn)化成胸腺嘧啶（步驟②）最終實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)單個(gè)堿基的編輯替換。

（1）在上述“單堿基編輯器”中，sgRNA能特異識(shí)別某段特定DNA序列的原理是

堿基互補(bǔ)配對(duì)

堿基互補(bǔ)配對(duì)

，被編輯的靶基因發(fā)生了

基因突變

基因突變

。為了檢測(cè)步驟①的編輯效率，科學(xué)家用USER酶（能識(shí)別DNA中尿嘧啶并將其切割成短片段）處理編輯后的DNA（染料標(biāo)記），電泳后結(jié)果如圖2，泳道

A

A

代表DNA中的胞嘧啶轉(zhuǎn)化為了尿嘧啶。
（2）科學(xué)家將以上方法用于斑馬魚體內(nèi)基因組DNA的定點(diǎn)單堿基編輯。首先構(gòu)建含特定sgRNA基因和

APOBEC1基因和dCas9基因

APOBEC1基因和dCas9基因

基因的表達(dá)載體；利用

顯微注射

顯微注射

法將體外表達(dá)的RNA導(dǎo)入斑馬魚的受精卵中。在細(xì)胞中經(jīng)過

翻譯

翻譯

形成dCas9和APOBEC1的融合蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)靶基因的編輯。
（3）已知tyr基因的點(diǎn)突變會(huì)導(dǎo)致人體眼白化疾病患者無法正常合成色素。圖3為正常人體部分tyr基因序列和對(duì)應(yīng)的氨基酸序列，其中第301位的脯氨酸（P）突變?yōu)榱涟彼幔↙）就會(huì)導(dǎo)致眼白化。
①為驗(yàn)證該位點(diǎn)脯氨酸（P）的作用?？茖W(xué)家找到斑馬魚tyr基因?qū)?yīng)的位點(diǎn)和序列（見圖3）。用上述方法單堿基編輯對(duì)應(yīng)脯氨酸位點(diǎn)，將脯氨酸突變?yōu)榻z氨酸，結(jié)果斑馬魚出現(xiàn)了如圖4所示癥狀（箭頭處），該實(shí)驗(yàn)說明

脯氨酸是眼部合成色素所必需的

脯氨酸是眼部合成色素所必需的

。這為治療疾病提供了有效的動(dòng)物模型。
②若斑馬魚被編輯的堿基為圖3箭頭所示的C堿基，據(jù)圖1和圖3分析絲氨酸的密碼子為

UCC

UCC

。在正常個(gè)體中編碼脯氨酸的密碼子在人體和斑馬魚中卻并不相同，這體現(xiàn)了密碼子的

簡(jiǎn)并性

簡(jiǎn)并性

。這種特點(diǎn)的存在具有什么意義

降低基因突變的多害性

降低基因突變的多害性

。