近日，來自伯克利實驗室的遺傳工程師和基因組學家研究發現了編輯基因組（editing genomes）新的高效用形式，這項研究為以後新型藥物的研發和生物能源的開發提供了新的建議，而且其可以在遺傳學上修飾微生物，比如細菌和真菌。相關研究成果刊登在了國際著名雜誌Science上。
研究者發現了一種雙鏈的RNA結構主要負責指揮細菌蛋白質以特殊的核苷酸序列來清理外來的DNA序列。後期研究中研究者發現他們有可能程序化操作攜帶有單股RNA的蛋白質來清除一些DNA序列。研究者Doudna表示，我們發現了RNA指導清除雙股DNA的分子機製，而這種機製恰恰是細菌獲得性免疫係統的關鍵。
研究報告中指出，一種程序化的二元RNA指導的DNA核酸內切酶可以適應細菌的免疫係統，細菌為了生存，其依賴於一種適應性的基於核酸的免疫係統，這種免疫係統以一種名為CRISPR的遺傳元件為中心，CRISPR是Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats的簡寫（叢生的調節回文重複）。CRISPRs和核酸內切酶結合後可以利用小的專門的crRNA（CRISPR衍生的RNA）來作為靶點去破壞病毒或者其它外源質粒的DNA。
有三種不同類型的CRISPR/Cas免疫係統，研究者研究了II型，其主要依賴於核酸內切酶來進行靶點來摧毀外源DNA。研究者在II型免疫係統中發現，crRNA可以通過堿基對來連接反式活性的RNA（tracr-RNA）來形成兩元RNA結構。這種二元RNA結構分子可以指導Cas9蛋白質來在特定位點引入雙鏈DNA的斷裂。而Cas9可以結合tracrRNA：crRNA複合物反過來通過指導其來結合至DNA序列上發揮作用。
CRISPR係統可以被移植入異源的細菌菌株中，研究數據也揭示了CRISPR基因座可以在自然界之間進行水平轉移。相關研究由霍華德休斯醫學院等機構提供支持。
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