新技術或開啟全新基因組研究領域

【導讀】 美國伊利諾伊大學的科學家正在開創性地開發一種基因工程新方法，用于支撐生物學和醫學基礎與應用該研究，通過改進剪切DNA的精度和依從性，他們的工作將有潛力在基因組研究領域開啟一扇新的大門。


美國伊利諾伊大學的科學家正在開創性地開發一種基因工程新方法，用于支撐生物學和醫學基礎與應用該研究，通過改進剪切DNA的精度和依從性，他們的工作將有潛力在基因組研究領域開啟一扇新的大門。研究成果發表在2017年2月6日出版的ACSSynthetic Biology期刊上。




利用該技術，科學家可以創造高度活性的、具備幾乎任意長度序列特異性的、帶有粘性末端的人工限制性內切酶。這是生物技術領域一個罕見的例子，可以對期望的生物功能或試劑進行有序和精確的理性設計。當前，CRISPR-Cas9和TALENs是兩個常用的人工限制性內切酶工具。


美國伊利諾伊大學的科學家正在開創性地開發一種基因工程新方法，用于支撐生物學和醫學基礎與應用該研究，通過改進剪切DNA的精度和依從性，他們的工作將有潛力在基因組研究領域開啟一扇新的大門。研究成果發表在2017年2月6日出版的ACSSynthetic Biology期刊上。


利用該技術，科學家可以創造高度活性的、具備幾乎任意長度序列特異性的、帶有粘性末端的人工限制性內切酶。這是生物技術領域一個罕見的例子，可以對期望的生物功能或試劑進行有序和精確的理性設計。當前，CRISPR-Cas9和TALENs是兩個常用的人工限制性內切酶工具。


限制性內切酶本身具有一個嚴重的瑕疵，即提示其進行剪切的識別序列很短，通常4-8個堿基對，為此，科學家則希望發現一種識別位點在微生物或質粒中只出現一次的限制性內切酶，這是科學家所面臨的重要難題之一。


該難題目前基于已發現的限制性內切酶的數量（3600多種，其中250種可商用）得以部分解決。在該研究中，科學家們研究了超過100種不同的限制性內切酶，他們將所有這些限制性內切酶統一成由一種蛋白和兩種DNAguide構成的單一系統，研究人員不僅可以替換它們，還可以定位限制性內切酶無法定位的位點。


該研究利用從Pyrococcusfuriosus獲得的Argonaute蛋白（PfAgo），PfAgo在DNAguide的引導下，可以識別更長的序列并發現剪切點，增加特異性的同時，移除限制性內切酶帶來的阻礙。此外，PfAgo還能創造更長的粘性末端，這一點與其他限制性內切酶相比又是一個切實的優勢。


除了替代限制性內切酶外，通過創造粘性末端，PfAgo可使大分子DNA組裝變得更容易，也可以對化學路徑和大基因的DNA分子進行克隆。