據外媒報導，CRISPR基因編輯系統是一個強大的工具，它看起來將能徹底改變我們治療疾病的方式，同時也會改變任何可以從精確操縱DNA中獲益的東西。問題是，有時剪切和粘貼可能會帶來不必要的副作用。

現在，來自麻省理工學院和哈佛大學的研究人員開發出了一種基於CRISPR的新系統，它可以插入新的DNA序列但不需要切割，而這應該能讓這個過程變得更加安全、更加準確。

通常情況下，CRISPR工具是基於細菌自衛系統開發出來的。當細菌遇到一種叫做噬菌體的掠食性病毒時，它們就會利用像Cas9這樣的酶來剪切病毒的DNA片段並將其儲存在自己體內。這有點像是一張“通緝令”海報，它能讓細菌很容易地識別出並對抗病毒–如果它們再次相遇的話。

在過去幾年裡，科學家們發現瞭如何利用這種技術在其他生物體的細胞中進行DNA剪切粘貼編輯。引導RNA序列會告訴酶在哪里切割、從細胞中移除DNA片段然後用新的片段替換。這可以用來糾正導致疾病的突變，甚至可以通過從胚胎基因組中剪切出有害的序列來完全阻止突變。除了人類疾病治療，這種方法還可以用於害蟲控製或使作物更耐寒和更有營養。

儘管CRISPR到目前為止很有用，但它也不是完全沒有問題。由於依賴於細胞的自然修復機制，所以這意味著有時也會出現錯誤，有時可能也會在基因組的其他部分出現偏離目標的編輯。這促使研究人員開發了其他類似方法，這些方法可能更溫和一些，使得基因變沉默而不是將它們刪除，或處理得更像文字處理器的“搜索和替換”功能。

參與這項新研究的研究人員打算創造一種同樣輕觸的新系統。研究小組沒有使用像Cas9這樣的防禦酶，而是研究了一種叫做轉座子的DNA序列。這些基因也被稱為“跳躍基因”，這是因為它們在基因組中表現出跳躍的傾向，有些亞類型則由轉座酶蛋白引導。

研究過程中，研究人員從兩種藍藻細菌中分離出Cas12k並操縱它們跳躍在基因組中設定目標，然後插入新的DNA序列，此時並不需要切割任何東西。這個新系統被命名為CRISPR相關轉座酶(CAST)。

研究小組在大腸桿菌上測試了新系統，結果顯示，他們能將10對鹼基對長的新DNA序列插入基因組的精確位置。數據顯示，這種方法在80%的情況下都是有效的，伴隨著進一步的研究，這種情況將可能會變得更好。

這種CAST技術可以實現多個目的。基因疾病可以通過禁用有害的突變並植入一個新的健康版本來達到治癒的目的，或者它也可以通過添加一個全新的、有用的序列，來有效地植入一種新的能力。

該研究的資深作者、CRISPR系統的發明者Feng Zhang表示：“對於人們想要插入DNA的任何情況，CAST可能是一種更具吸引力的方法。這突顯了大自然的多樣性以及我們尚未發現的許多意想不到的特徵。”

相關研究報告已發表在《Science》上。