科技日报北京5月31日电 （记者张梦然）美国康奈尔大学研究人员开发出一种更安全、更精确的研究基因功能的方法。该技术通过改进基于CRISPR的遗传分析工具，用温和的DNA单链切口替代以往粗糙的双链切割，从而显著降低了对细胞的意外损伤，并提升了实验的可控性。这一进展有望帮助科学家更准确地探索基因在发育与疾病中的作用。相关研究成果已发表在最新一期《美国国家科学院院刊》上。
新方法改进了一种名为MAGIC的技术，该技术常用于在模式生物如果蝇中制造小群基因改变的细胞，以便观察特定基因的功能。传统的MAGIC技术依赖于CRISPR酶Cas9制造DNA双链断裂，以触发所需的基因重组。然而，这种双链断裂在细胞分裂过程中可能对染色体造成严重损害，甚至导致细胞死亡或染色体意外重排，从而干扰实验结果的解读。
为解决这一问题，研究团队使用一种称为“尼克酶”的Cas9改良工具。尼克酶经过突变，仅切割DNA双螺旋中的一条链，形成“单链切口”，从而避免了有害的双链断裂。研究最出人意料的发现之一是，即使是这样单一的DNA切口，也足以有效触发MAGIC技术所需的关键基因重组事件。
此外，团队还发现，DNA切伤的具体模式能够强烈影响重组发生的频率。这为科学家根据不同的实验需求精细调整分析方法提供了新手段。基于尼克酶的新系统，结合近期开发的全基因组MAGIC工具包，有望在果蝇研究领域乃至其他生物模型中得到更广泛、更可靠的应用。
该技术的核心优势在于大幅减少了由实验工具本身引入的意外细胞损伤，使科研人员能够更好地解读基因变化所导致的真实生物学效应，而非实验副作用。这为深入研究复杂生物过程中的基因功能提供了更安全、更可靠的遗传工具。
【总编辑圈点】
CRISPR-Cas9被誉为“基因剪刀”，是近年来生命科学领域最具革命性的技术之一。不过，这把“剪刀”也有其不足之处。如果把基因编辑比作修补电线，以往的技术会直接将两根电线同时剪断；而最新改进的MAGIC技术，则选择只划破其中一根。这样做既不会严重破坏DNA的双链整体结构，又能顺利实现基因重组，从而避免了“用力过猛”带来的副作用。这一技术突破，让基因编辑从“剪刀”式的粗放操作，走向了“绣花针”式的精细与可靠。