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中国科学家开发替代Cas9的基因编辑新技术
2016-5-6
来源:生物探索
点击数: 3136          作者:未知
  •        RNA导向的核酸内切酶Cas9使得基因编辑成为了一种广泛应用的技术。然而,尽管科学家们已尝试多种方式对Cas9系统进行优化以提高它的效率和特异性,但该系统的实用性依然受到了一些因素的限制,包括其对导向-靶向(guide–target)错配的耐受性以及导向RNA相对容易形成二级结构等。

          类似于Cas9,来自Argonaute蛋白家族的内切酶也可以利用寡核苷酸作为引导,降解侵入性的基因组。Argonautes在基因表达抑制以及抵御外来核酸方面起着关键的作用。4月12日,发表在《PNAS》上的一项研究中,加州大学伯克利分校的研究人员揭示了一种Argonaute非典型的导向RNA特异性,论文的通讯作者是CRISPR先驱之一的Jennifer A. Doudna。

           5月2日,******发表在《Nature Biotechnology》上的一项研究中,河北科技大学以及浙江大学医学院的研究人员报告称,Natronobacterium gregoryi Argonaute(NgAgo)是一种DNA导向的可用于人类细胞基因编辑的核酸内切酶。NgAgo可结合约24个核苷酸大小的5′磷酸化单链导向DNA(guide DNA,gDNA),有效形成位点特异的DNA双链缺口。

          据悉,CRISPR/Cas9的靶向特异性是由两部分决定的,一部分是RNA嵌合体和靶DNA之间的碱基配对,另一部分是Cas9蛋白和一个短DNA基序(DNA motif)的结合,这个短DNA基序通常在靶DNA的3'末端发现,被称为前间区序列邻近基序(protospacer adjacent motif,PAM)。

          与Cas9不同,NgAgo–gDNA系统不需要PAM,初步鉴定表明,该系统对导向-靶向(guide–target)错配耐受低,且对编辑富含G+C的基因组更加有效。据介绍,Cas9只存在于原核生物中,而Argonautes几乎存在于所有的有机体中。

          此外,要想与Cas9正确绑定,导向RNA必须有3′RNA-RNA杂化结构,而与Argonaute绑定不需要导向分子有任何特定的二级结构。另一方面,Cas9只能切割PAM上游的序列,而Argonaute不需要靶标有特定的序列。作者们表示,Natronobacterium gregoryi Argonaute有望成为编辑哺乳动物基因组的精准有效的工具。

    参考文献:DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute. doi:10.1038/nbt.3547

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