《Science》:Cas9技术的灵活性

日期: 2017年09月30日


    

导读:大多数蛋白只能通过感知DNA双螺旋外部结构来识别特定DNA序列。Cas9却能识别任意代码,但是,为了确定位置是否正确,它需要打开DNA双螺旋,用程序代码比较序列。令人难以置信的是,它可以在不使用能量的情况下搜索整个基因组。今天,赛业小编为您推荐“《Science》:Cas9技术的灵活性”,详情如下:


CRISPR-Cas9基因组编辑系统通过一个小RNA引导目标DNA序列搜寻。为了让引导RNA结合靶位,Cas9必须解开所搜查位置的DNA双螺旋。


“大多数蛋白只能通过感知DNA双螺旋外部结构来识别特定DNA序列。Cas9却能识别任意代码,但是,为了确定位置是否正确,它需要打开DNA双螺旋,用程序代码比较序列。令人难以置信的是,它可以在不使用能量的情况下搜索整个基因组。”项目负责人Johan Elf说。


研究人员用两种方法测量了Cas9找到目标序列的时间。一种方法(批量限制保护试验)显示,Cas9搜索大肠杆菌约400万个碱基的基因组用时6个小时。通过第二种独立技术(单分子荧光法)标记Cas9分子实时跟踪每个搜寻位置耗时(每个潜在目标大约不到30毫秒),验证了第一种方法的结论。


“结果显示,Cas9为它的灵活性付出了时间代价。如果想更快找到目标,就需要更多的寻找相同DNA序列的Cas9分子参与,”Johan Elf说。


对科学家来说,想在单位时间内找到正确序列和改造细胞,需要使用非常高浓度的Cas9和引导RNA。通过牺牲Cas9的一部分灵活性,使其在满足多功能编辑不同基因的前提下,进一步提速以满足医学需求。


“为了达到这一目标,”Elf说。“关键在于PAM序列,该区域决定了Cas9打开DNA双螺旋的频率和位置。作为分子剪刀工具(而非防御武器),不需要它多次打开螺旋以寻找目标。适当改造不仅有利于提速,还能减少副作用风险。”


原文标题:Kinetics of dCas9 target search in Escherichia coli


来源:生物通——由赛业生物科技有限公司转载发布

  

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