在CRISPR摸索的地方Argonaut可以找到一個(gè)句柄
盡管可以對(duì)CRISPR系統(tǒng)進(jìn)行編程以運(yùn)行各種DNA編輯游戲,但這些游戲有時(shí)會(huì)以錯(cuò)誤結(jié)束,這取決于基因組柵格的哪些部分被定位。在一些基因組區(qū)域,缺乏原型間隔區(qū)相鄰基序(PAM)意味著CRISPR必然會(huì)失去其控制力。有時(shí),CRISPR最好保持觀望。然而,替代基因組編輯系統(tǒng)可以進(jìn)入基因組編輯游戲。該系統(tǒng)基于蛋白質(zhì)Argonaut,甚至可以在DNA編輯手冊(cè)中添加新頁面。
在普渡大學(xué),由農(nóng)業(yè)和生物工程助理教授Kevin Solomon博士領(lǐng)導(dǎo)的研究人員創(chuàng)建了一種基因組編輯方法,該方法使用來自Natronobacterium gregoryi(NgAgo)的Argonaut。研究人員報(bào)告說,NgAgo可能提供DNA作為指導(dǎo),可以修改任何基因組位置,為潛在改善制造,疾病治療,藥物發(fā)現(xiàn)和作物生產(chǎn)提供新的選擇。
研究人員于4月4日在佛羅里達(dá)州奧蘭多舉行的美國化學(xué)學(xué)會(huì)全國會(huì)議上描述了他們的方法。在他們的演講中,研究人員解釋說他們的方法可以克服讓Argonaut留在替補(bǔ)席上的問題?;旧?,所有目前表征的pAgos都是嗜熱的,使得它們不能用于常見的嗜溫模型生物。然而,Purdue團(tuán)隊(duì)一直在研究一種嗜溫pAgo,這種pAgo顯示出作為基因組編輯工具的前景。
“計(jì)算結(jié)構(gòu)模型顯示,我們的pAgo候選物包括在其他催化活性pAgos中發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典N末端,PAZ,MID和PIWI結(jié)構(gòu)域,例如可編程限制酶PfAgo,”研究人員在摘要中指出了它們的發(fā)表。“然而,我們的嗜溫蛋白還含有推定的單鏈DNA結(jié)合或repA結(jié)構(gòu)域。”
repA結(jié)構(gòu)域,pAgos的系統(tǒng)發(fā)育分析揭示,是文獻(xiàn)中目前未被認(rèn)識(shí)的一類新的嗜溫pAgos的特征。
“我們的pAgo候選人在體外試驗(yàn)中沒有指導(dǎo)的情況下非特異性地切割和切割質(zhì)粒DNA,可能是由于存在與蛋白質(zhì)共同純化的單鏈DNA,”摘要繼續(xù)說。“截短和取代突變體表明這種切割可以獨(dú)立地歸因于repA和PIWI結(jié)構(gòu)域。在體內(nèi),我們能夠用5'-磷酸化的DNA指導(dǎo)編程我們的pAgo候選物,切割質(zhì)粒和染色體靶標(biāo),以降低大腸桿菌在選擇條件下的存活率。“
無論靶基因功能如何,研究人員都觀察到這種效應(yīng)據(jù)研究人員稱,這一發(fā)現(xiàn)表明,致死性是由于未修復(fù)的雙鏈DNA斷裂所致。“在存在同源供體DNA和pAgo的情況下,”他們強(qiáng)調(diào),“同源重組在靶基因位點(diǎn)增加了50%,這表明基因編輯應(yīng)用是可行的。”
“雖然仍有工作要做,但我們已經(jīng)證明這些分子剪刀可以編輯以前現(xiàn)有技術(shù)無法進(jìn)入的DNA區(qū)域,”負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的碩士生Michael Mechikoff說。
“我最好的朋友之一死于幾年前由遺傳變異引起的癌癥,”在所羅門實(shí)驗(yàn)室的研究小組工作的博士生Kok Zhi Lee補(bǔ)充道。“我一直夢(mèng)想著為我的朋友設(shè)計(jì)一個(gè)不同的場(chǎng)景 - 生活在一個(gè)基因工程是糾正遺傳性疾病的常規(guī)和安全選擇的時(shí)代。憑借我們技術(shù)的潛力,我預(yù)計(jì)遺傳病將成為人類歷史的未來。“
該團(tuán)隊(duì)與普渡大學(xué)研究基金會(huì)技術(shù)商業(yè)化辦公室合作,提交了該技術(shù)的實(shí)用專利。他們正在尋找合作伙伴和其他有興趣開發(fā)和許可它的人。
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