发明者发明了在所需之处，准确剪切大段DNA的一种新技术。

限制性内切酶担任基因工程的重负至今已将近20年了。这类酶虽然能在很特殊的位点剪切DNA，使基因的克隆和顺序排列，获得了令人震惊的进展。但是，这些剪刀也必然地有其局限性。甚至其中的佼佼者。所谓的“宝剪”，在剪切大段的DNA时，也会切得太碎。特别是在目前，研究者们在对人的或其它复杂生物的很大的基因组作遗传图和排列顺序时，这个问题变得更为严重。

现在已经有了办法，威斯康星大学的米恰尔 · 库布（Michael Koob）和瓦克罗 · 舒巴尔斯基（Waelaw Szybalski），提出一个简单的方法，解决了这个基因工程中长期存在的问题。他们发明了一种新型的剪刀，能够精确地在需要的地方，而不会在其它任何地方剪切大段的DNA。他们的这种剪切大基因组技术，有希望成为一种奇妙的新工具。

这两位研究者应用此项技术获得成功已有2年。但是仅用于小质粒DNAs。令人兴奋的是，他们指出其设计的这种方法，已经实用于大的基因组。在冷泉哈伯实验室召开的现代基因作图和排列顺序的会议上，舒巴尔斯基报告了这种新方法在酵母菌中研究的结果。这次会议的组织者之一，华盛顿大学的遗传学家梅纳德 · 奥尔逊（Maynard Olson）说：“真是第一流的。”接着又补充说：“以如此漂亮的数据表现的新方法，简直妙极了。”

使用限制性内切酶的问题是，即使是其中最好的，也只能按8个碱基 - 组剪切DNA。而一遇到较大的、多于8个碱基结合的基因组，那就意味着即使是较小的大肠杆菌的基因组，也要剪切大约72次，啤酒酵母菌的基因组则约为230次，人的基因组则约为50，000次。舒巴尔斯基说：“东西一旦分为50，000份，你就不能控制了。”

库布和舒巴尔斯基经过数年考虑后，认为真正需要的是一种能识别较长片段——比如说15或20个碱基的限制性内切酶。舒巴尔斯基说，根据统计这种特殊的组合很难出现，甚至在一个大型的基因组内也是如此，例如，一个20个碱基的识别位点，在每万亿个碱基中才能出现一次，或者是在每1，000个人的基因组内出现一次。

由于自然未曾造就，他们临时配制了一把极为精巧的剪刀，识别位点则可由他们自己确定。这一方法的要点是改变BNA，基本上擦去全部的剪切位点，而只留下一处可用限制性内切酶剪切的地方。他们借用希腊神话中关于特洛伊大战的典故，称它为阿基里斯脚踵切口。根据这个神话，阿基里斯的母亲——塞提斯，将他浸入斯突克斯河中，使他全身刀枪不入——除开他母亲抓住他的脚踵处。在舒巴尔斯基和库布看来，DNA对限制性内切酶来说，除了一处地方，也就是被手抓住的地方，一种DNA－结合蛋白质而外，其余位点完全无懈可击。而斯突克斯河就是内切酶，所有的限制性位点都失去了活性，仅有手抓处的下面例外。

他们第一次尝试就是选择DNA - 结合蛋内质——它能识别并保护15或20个碱基，并给予研究者所需要的高度专一性。舒巴尔斯基说，他们选定乳糖阻遏物，一种结合有20个碱基顺序的细菌蛋白质，称之为乳糖操纵基因。但是，另外的一些DNA - 结合蛋白质也能使用。

酵母基因组没有正常容纳乳糖阻遏物的结合位点，所以基因工程较少使用，库布和舒巴尔斯基则用操纵基因插入染色体5，靠近一个已知基因的预定点上。他们计划以一个合成的乳糖操纵基因容纳2个常用的限制性内切酶，HhaⅠ和Hae Ⅱ的识别位点。

当他们把乳糖阻遏物加入酵母细胞中后，蛋A质即迅速地找到染色体5上的操纵基因，与之结合并盖住这两个识别位点，正像塞提斯的手盖住阿基里斯的脚踵一样。然后，库布和舒巴尔斯基加入一个转甲基酶，它能使所有的识别位点失活——除了藏在乳糖阻遏物下的地方。最后，他们去掉乳糖阻遏物和其它的蛋白质，留下的酵母基因组上恰好具有为这两个内切酶的识别位点。

正如其所预言的一样，当舒巴尔斯基和库布把K制性内切酶Hae Ⅱ加进全部16个酵母染色体的混合物中时，它就只剪切一次，仅仅在染色体5上剪切一次。舒巴尔斯基说，更有甚者，他们能用此技术在他们插入乳糖操纵基因处，剪切他们所需要的任何地方。这项技术对酵母菌来说，也许并不重要。却可能对哺乳动物细胞更有意义。

其它的研究者们用类似的方法试验，在独特的位点剪切DNA。例如，加利佛尼亚技术研究所的斯科特、斯特贝尔（Scott Strobel）和彼得 - 德万（Peter Dervan）报道，在酵母中使用一种化学剪切法的过程，却未取得阿基里斯脚踵技术的效果和专一性。

舒巴尔斯基预言此项技术，在对人类大的基因组作遗传图和排列顺序方面，具有多种作用。他说，例如它能提供一种方法，破除大基因组使之成为方便处理的片段，以便易于用大肠杆菌进行顺序排列。用其它“封阻蛋白质”代替乳糖阻遏物，可能在基因的始端剪切染色体，这就不仅易于找到基因，也方便排列顺序。

尽管劳伦斯、贝克莱实验室基因组中心的负责人查理斯、坎特（Charles Cantor）注意到这一切在哺乳动物细胞中，尚留有论证的余地。他仍然称赞这种新方法“给人以难忘的印象。”舒巴尔斯基对此方法并不怀疑。他说：“这是在特定位点切一个大基因组，首选的也是仅有的高效率的方法。”他在威斯康星大学，已把这种新工具作为果蝇属基因组顺序排列工作的一部分，果蝇属包含有异常多的150兆碱基。

[Science，1990年7月13日]