日本研发新技术：利用体外光照射控制DNA重组反应

日本东京大学于2016年10月11日宣布，他们成功开发出一种全新技术，可以通过进行微弱光的短时间照射来高效控制DNA重组反应。
东京大学大学院综合文化研究科的特聘研究员河野风云、大学院学生冈崎里纱子、副教授佐藤守俊、哥伦比亚大学康复再生医疗学科·药理学科教授矢泽真幸等人组成的团队完成了相关研究。具体成果已于10月10日刊载在美国知名科学杂志《Nature Chemical Biology》上。
从基因组中对目标基因的碱基顺序进行敲除，或是要对基因组进行基因嵌入时，大部分研究人员会选用Cre-LoxP重组酶系统技术。近年来，使用化合物和光对Cre-LoxP重组酶系统进行人为控制的技术被越来越多的人所关注，特别是如果能够用光去控制Cre-LoxP重组酶系统，便能够实现以特定的生物组织和细胞为目标，在任意时间点去诱导DNA重组。不过现有的技术在利用光进行控制时，会大幅降低DNA重组的效率，这也是一致困扰着研究人员的一大难题。
在本次的研究中，小组成员将暂时失去活性的DNA重组酶(Cre)用光开关蛋白进行连接，成功研发出能够用光线射来控制DNA重组反应的光活化Cre重组酶，并将这种酶命名为“PA-Cre”。
PA-Cre能够对微弱光线（光遗传学中普遍使用的光强度的十万分之一）照射产生，以极高效率实现DNA重组，30秒左右的短时间光照也足以诱导DNA重组。此外，研究人员还成功使用PA-Cre对选定的目标位置进行了DNA重组。
在此基础上，研究人员将PA-Cre用于对小鼠身体深部的遗传基因进行光学控制。实验发现，使用非侵入性的方法从生物体外部进行光照射时，对小鼠身体深部的肝脏，同样可以高效率诱导DNA重组。
研究人员表示，本次成果让生命体内部的基因活动可以通过非侵入性的光照射进行控制，这对探明与疾病相关的基因功能有着重要意义。