一种热稳定的Cas9核酸酶

日期: 2017年09月26日


    

导读:近日,加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna实验室最近发现了一种热稳定的Cas9核酸酶——GeoCas9。GeoCas9蛋白能在高温下很好地发挥作用,嗜热菌在30-74 °C的温度下生长,最佳生长温度在55°C。今天,赛业小编为您推荐“一种热稳定的Cas9核酸酶”,详情如下:


CRISPR/Cas9是一种强大的技术,适用于多个物种的基因组编辑,但不包括嗜热细菌。目前的Cas9蛋白都分离自嗜温细菌,比如,SpCas9来自化脓链球菌(Streptococcus pyogene)。这些Cas9蛋白在高温下无法很好地发挥作用,因此只能委屈嗜热细菌在较低的温度下生长。幸好,加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna实验室最近发现了一种热稳定的Cas9核酸酶——GeoCas9。


Jennifer Doudna的名字想必大家都不陌生。她是基因组编辑领域的先驱之一,曾率先发表文章,证明CRISPR/Cas9系统可作为一种可编程的DNA编辑工具。几年来,她的团队在各大杂志上发表了多项成果,而她创办的Intellia Therapeutics基因编辑公司也已经上市。


这一次,Jennifer Doudna率领的团队不打算改造Cas9,而希望找到一种天然存在的。他们在整合的微生物基因组(IMG)数据库中挖掘信息,很快从嗜热脂肪地芽抱杆菌(Geobacillus stearothermophilus)发现了GeoCas9蛋白。这种嗜热菌在30-74 °C的温度下生长,最佳生长温度在55°C。


表1:SpCas9与GeoCas9的比较

SpCas9与GeoCas9的比较


GeoCas9的优势

  

GeoCas9的优势


GeoCas9的主要优势在于它能够容忍的温度比SpCas9更高。研究人员通过两组实验检测了GeoCas9的热稳定性。第一组实验表明,GeoCas9 RNP在高温处理后仍然保持活性。第二组实验发现,当反应在高温下进行时,GeoCas9 RNP也能够切割底物。在这两种情况下,GeoCas9的表现都优于SpCas9。


除了比较耐热,GeoCas9同样能够在哺乳动物的细胞中引入基因组编辑。研究人员将GeoCas9或SpCas9 RNP以及向导RNA转染到HEK293细胞,来检验GeoCas9的编辑效果。他们发现,在这两种情况下,GeoCas9和SpCas9具有相似的编辑水平。


此外,GeoCas9在人体血浆中的寿命更长。为了证明血浆稳定性,研究人员在稀释的人体血浆中加入SpCas9和GeoCas9,在37°C孵育8小时。之后添加底物并测定酶的活性。SpCas9被10%的血浆抑制,而GeoCas9在高达30%的血浆中仍然有活性。


研究人员认为,GeoCas9的发现拓宽了CRISPR应用的温度范围。现在一些需要高温反应条件的应用也能够实现高效的基因组编辑。同时,GeoCas9的血浆稳定性表明它有望用于活体应用。


原文检索


A thermostable Cas9 with increased lifetime in human plasma


doi: https://doi.org/10.1101/138867


来源:生物通——由赛业生物科技有限公司转载发布

  

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