对于CRISPR来说,在插入之前调整DNA片段可以获得最高的效率

时间:2019-12-30 18:40 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

对于CRISPR来说,在插入之前调整DNA片段可以获得最高的效率

伊利诺伊大学(University of Illinois)的研究人员利用CRISPR- cas9基因编辑系统将基因插入人类细胞的报道率最高,这是利用CRISPR进行临床基因治疗的必要步骤。

通过对DNA末端的化学修饰,这项新技术的效率是目前方法的5倍。研究人员发现,在人类肾脏细胞系中测试的不同基因位置都有改善,甚至发现65%的插入位置在先前的最高值为15%的位置。

在化学和生物分子工程学教授赵慧敏的带领下,研究人员在《自然化学生物学》杂志上发表了他们的研究成果。

研究人员发现,CRISPR是关闭或“敲除”基因的有效工具。然而,在人类细胞中,插入或“敲入”基因并不是一种非常有效的方法。

“一个好的基因敲入方法对基因治疗应用和研究基因功能的基础生物学研究都很重要,”赵说,他是伊利诺斯州卡尔·r·沃斯基因组生物学研究所生物系统设计主题的负责人。“通过基因敲入法,我们可以给任何基因添加一个标签,研究它的功能,看看基因表达如何受到癌症或染色体结构变化的影响。”或者对于基因治疗应用,如果有人因为基因缺失而患病,我们希望能够将其植入。”

为了寻找提高效率的方法,赵的团队研究了13种修改插入DNA的方法。他们发现,DNA末端的微小变化提高了插入的速度和效率。

然后,研究人员用CRISPR-Cas9精确定位特定的插入位点,在基因组的多个点插入大小不一的末端修饰DNA片段。他们发现,即使在插入更大的DNA片段(这是最难插入的)时,效率也提高了2到5倍。

赵说:“我们推测,由于最后的化学修饰稳定了我们植入的DNA,所以效率提高了很多。”“通常情况下,当你试图将DNA转移到细胞中时,它会被酶降解,酶会从末端侵蚀它。我们认为我们添加的化学物质可以保护末端。更多的DNA进入细胞核,DNA更稳定,所以我认为它更有可能整合到染色体上。”

赵的团队已经在用这种方法标记基因功能研究中的关键基因。他们故意使用现成的化学物质来修改DNA片段,这样其他研究团队就可以用同样的方法来进行他们自己的基因研究。

赵说:“我们过去开发了不少基因敲入方法,但我们从未想过仅仅使用化学物质来增加我们想要插入的DNA的稳定性。”“这是一个简单的策略,但很有效。”

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