Odstranjevanje genov brez sledi: mehanizem za popravilo DNA, ki je bil manipuliran za brisanje genov, ne da bi pustil brazgotino | 2020

Vsebina:

Anonim

Znanstveniki trenutno izbirajo gene z manipulacijo procesa, znanega kot homologna rekombinacija. Nukleotidne sekvence spreminjajo mesta s ciljnim genom med homologno rekombinacijo in so zapuščene kot genetska brazgotina, kar spodkopava učinkovitost naknadnih izbrisov. Ker se brazgotine kopičijo, je postopek rekombinacije bolj verjetno, da jih prepozna kot tarčni gen, kar moti poskus izbrisa.

Trik brez brisanja, ki ga je razvil Hua Zhao in njegovi sodelavci v Inštitutu za kemijske in inženirske znanosti A * STAR, uporablja mehanizem za obnavljanje DNK. Dogodki podvajanja genov ali napake med replikacijo občasno vodijo do tvorbe zrcalne sekvence DNA, ki je znana kot obrnjena ponovitev. Ker so ponovljeni segmenti v obrnjenem ponavljanju komplementarni, se vežejo drug na drugega in tvorijo zanko. Medtem ko imajo kratke zanke biološko vlogo, lahko daljše zanke poškodujejo genom in so zato odstranjene s popravilnimi stroji.

"Ključni vpogled je bila skrajna nestabilnost obrnjenih ponovitev v genomu E. coli, ki smo jo opazili mi in drugi. To nas je spodbudilo, da smo raziskali njegovo uporabo pri brisanju genov," pravi Zhao.

Da bi izbrisal gen, Zhaoova ekipa pripravi fragment DNA, ki vključuje obrnjeno ponovitev dela ciljnega gena. Nato vstavijo fragment v genom, ki meji na gen. Obrnjeni ponavljalniki tvorijo zanko in popravljalni stroji se vklopijo, da jih izrežemo. Ker se postopek popravila ne dogaja vedno, ekipa pripravi selekcijski marker v fragment, ki jim omogoča odkrivanje kolonij, v katerih je bil izrezan.

Zhaoova ekipa je uspešno ponovila metodo na treh različnih genih E. coli. Preizkusili so tudi obrnjene ponavljanja različnih dolžin, da bi ugotovili, kaj je najbolje delovalo. Medtem ko je bilo manj verjetno, da bi se izrezale krajše ponavljajoče se ponavljajoče se ponavljajoče se ponavljajoče se genomi tako pogosto niso integrirali.

Inženiring E. coli za proizvodnjo biokemikalij pogosto vključuje izbris več genov. Po Zhao, pristopi zdaj dovoljujejo le, da se zaporedoma izbrišejo štirje geni. "Po tem nadaljnji izbrisi povzročajo težave zaradi rekombinacije med izbrisom. Naša nova metoda ne uvaja brazgotin, zato rekombinacija ne bo problem za večkratno brisanje."

Raziskovalci, ki sodelujejo pri raziskavi A * STAR, sodelujejo pri Inštitutu za kemijske in inženirske znanosti.