健康教育网CRISPR能做什么？科学家利用该基因编辑工具对数十种转基因生物进行分类，并跟踪动物的发育，发现疾病和控制害虫。现在，他们已经找到了另一个应用程序：使用CRISPR创建可根据命令更改其形式的智能材料。
研究人员在8月22日的《科学》杂志上报道说，这种变形的材料可用于传递药物，并为几乎任何生物信号制造前哨信号。这项研究由剑桥麻省理工学院的生物工程师詹姆斯·柯林斯（James Collins）领导。
柯林斯的团队与被DNA链束在一起的充满水的聚合物（称为DNA水凝胶）一起工作。为了改变这些材料的特性，Collins和他的团队转向了一种CRISPR形式，该形式使用一种称为Cas12a的DNA剪切酶。（基因编辑器CRISPR'as9使用Cas9酶在所需位置剪断DNA序列。）可以对Cas12a酶进行编程以识别特定的DNA序列。该酶切割其目标DNA链，然后切断附近的DNA单链。
这种特性使研究人员能够构建一系列由CRISPR控制的水凝胶，其中包含目标DNA序列和DNA单链，在Cas12a识别刺激物中的目标序列后，这些水凝胶就会分解。单个DNA链的断裂会触发水凝胶改变形状，或者在某些情况下完全溶解，释放出有效载荷（参见“ RISPR控制的凝胶”）。
该团队创建了水凝胶，该水凝胶被编程为响应刺激而释放酶，小分子甚至是人体细胞（这可能是治疗的一部分）。柯林斯希望这种凝胶可用于制造聪明的疗法，例如在肿瘤存在的情况下释放抗癌药物或感染周围的抗生素。
明智的目标
研究人员还将CRISPR控制的水凝胶整合到电子电路中。在一种方法中，他们将水凝胶放在称为微流控室的小型芯片状装置内，该装置与电路相连。响应于从包括埃博拉病毒和耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）在内的病原体检测到遗传物质而关闭了电路。该团队甚至使用水凝胶开发了一种原型诊断工具，当它识别出实验室样本中的埃博拉病毒产生的遗传物质时会发送无线信号。当团队成员携带无线探测器时，他们能够识别附近的阳性样本。
纽约州伊萨卡市康奈尔大学的生物工程师Dan Luo表示，CRISPR水凝胶是对其他响应水凝胶的改进，因为科学家可以轻松确定是什么触发了材料的变化。过去制造智能水凝胶的努力使用的酶要么不能切割特定的DNA序列，要么只切割少量的特定序列，从而限制了它们的适应性。
柯林斯说：“现在正处于CRISPR时代。”接管了生物学和生物技术。我们证明了它可以侵入材料和生物材料。
自然572，574（2019）
