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揭示在細菌免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的程序控制化的DNA核酸內(nèi)切酶

更新時間:2013-03-12 點擊量:1125

揭示在細菌免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的程序控制化的DNA核酸內(nèi)切酶
近日,來自伯克利實驗室的遺傳工程師和基因組學家研究發(fā)現(xiàn)了編輯基因組(editing genomes)新的用形式,這項研究為以后新型藥物的和生物能源的開發(fā)提供了新的建議,而且其可以在遺傳學上修飾微生物,比如細菌和真菌。相關研究成果刊登在了雜志Science上。

研究者發(fā)現(xiàn)了一種雙鏈的RNA結構主要負責指揮細菌蛋白質以特殊的核苷酸序列來清理外來的DNA序列。后期研究中研究者發(fā)現(xiàn)他們有可能程序化操作攜帶有單股RNA的蛋白質來清除一些DNA序列。研究者Doudna表示,我們發(fā)現(xiàn)了RNA指導清除雙股DNA的分子機制,而這種機制恰恰是細菌獲得性免疫系統(tǒng)的關鍵。

研究報告中指出,一種程序化的二元RNA指導的DNA核酸內(nèi)切酶可以適應細菌的免疫系統(tǒng),細菌為了生存,其依賴于一種適應性的基于核酸的免疫系統(tǒng),這種免疫系統(tǒng)以一種名為CRISPR的遺傳元件為中心,CRISPR是Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats的簡寫(叢生的調節(jié)回文重復)。CRISPRs和核酸內(nèi)切酶結合后可以利用小的專門的crRNA(CRISPR衍生的RNA)來作為靶點去破壞病毒或者其它外源質粒的DNA。

有三種不同類型的CRISPR/Cas免疫系統(tǒng),研究者研究了II型,其主要依賴于核酸內(nèi)切酶來進行靶點來摧毀外源DNA。研究者在II型免疫系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn),crRNA可以通過堿基對來連接反式活性的RNA(tracr-RNA)來形成兩元RNA結構。這種二元RNA結構分子可以指導Cas9蛋白質來在特定位點引入雙鏈DNA的斷裂。而Cas9可以結合tracrRNA:crRNA復合物反過來通過指導其來結合至DNA序列上發(fā)揮作用。

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