crispr|今年的诺奖发早了？细菌的另一种防御系统，也有基因编辑潜力
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反转录子保护细菌免受噬菌体侵害
更重要的是，对反转录子自然功能的新理解可以促进它们投入新的应用 。对此，本研究的通讯作者Rotem Sorek表示：“反转录子将会是精确、高效的基因组编辑工具，但现在它们还无法与CRISPR匹敌，部分原因是这项技术尚未在哺乳动物细胞中发挥作用 。”
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那么，反转录子又是如何被发现并被在基因编辑领域寄予厚望呢？
上世纪80年代，研究土壤细菌的研究人员困惑地发现，许多单链DNA短序列散布在细菌的细胞质中 。紧接着，研究人员发现每一个DNA片段都会与带有互补碱基序列的RNA相连，这使得他们意识到一种叫做逆转录酶的酶从附着的RNA中合成了DNA，并由此形成了一个由RNA、DNA和酶组成的复合体 。
随后科学家们发现这一复合体即是反转录子（retron），且实际上是一种新的、阻止噬菌体感染的细菌防御系统 。
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反转录子实际上是一种新的、阻止噬菌体感染的细菌防御系统
值得注意的是，CRISPR靶向性很强，但到目前为止，它还不太擅长在目标DNA中引入新编码 。与之相对，反转录子可以通过逆转录酶制造大量靶标序列的副本，这些副本可以被有效地拼接到宿主基因组中 。
因此，如果能将反转录子与CRISPR整合在一起，那么或许能开发出一种全新的、功能更强大的基因编辑工具 。
实际上，早在2018年，斯坦福大学的Hunter Fraser等人就推出了一款基于反转录子的碱基编辑器，名为CRISPEY 。
【crispr|今年的诺奖发早了？细菌的另一种防御系统，也有基因编辑潜力】CRISPEY原理并不复杂，研究人员首先制造了与酵母基因匹配但带有一个点突变的RNA，然后通过CRISPR-Cas系统靶向该酵母基因 。一旦Cas9切断DNA，细胞的DNA修复机制就会用反转录子的逆转录酶产生的DNA取代原来的酵母基因，从而引入新的突变 。
基于此，该研究团队通过CRISPEY高效构建了成千上万的酵母突变体，每个突变体只有一个碱基不同 。这使得研究人员迅速了解哪些碱基是酵母代谢成长所必需的 。
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Retron + CRISPR = CRISPEY
无独有偶，由哈佛大学George Church和麻省理工学院Timothy Lu领导的另外两个研究团第也在细菌中做出了类似的研究，并发表在预印本平台bioRxiv上 。
总而言之，这项研究首次具体确定了反转录子（retron）的自然功能——细菌用来抵御噬菌体的防御系统，并可能应用于开发新型基因编辑工具 。
正如合成生物学家Anna Simon所说：“反转录子（retron）可能会像CRISPR一样具有革命性，但在我们对它有更多了解之前，一切还很难说 。”
参考资料：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.09.065
https://www.sciencemag.org/news/2020/11/microbes-mystery-dna-helps-defeat-viruses-and-has-genome-editing-potential
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