新功能、新界面、新体验,扫描即可下载生物谷APP!
首页 » 高分辨率成像 » Nature:从结构上揭示CRISPR-Cpf1的DNA靶向机制

Nature:从结构上揭示CRISPR-Cpf1的DNA靶向机制

来源:本站原创 2017-07-08 10:29


图片来自University of Copenhagen。

2017年7月8日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自丹麦哥本哈根大学的研究人员发现了一种新的被称作Cpf1的分子剪刀如何让DNA解链,并对它进行切割。这个CRISPR-Cas家族成员表现出较高的准确性,能够像全球定位系统(GPS)那样发挥作用以便鉴定出基因组中的靶位点。Cpf1的高精准度将会改进这种技术在修复基因损伤、其他医学应用和生物技术应用上的使用。

这些研究人员成功地可视化观察和描述了Cpf1的工作方式。这种蛋白属于Cas家族,能够切割双链DNA,因而允许启动这种基因组修饰过程。相关研究结果发表在2017年6月22日的Nature期刊上,论文标题为“Structure of the Cpf1 endonuclease R-loop complex after target DNA cleavage”。论文通信作者为哥本哈根大学研究员Guillermo Montoya和Stefano Stella。

Montoya解释道,这种新的分子剪刀“因极其精准地识别靶DNA序列,将能够让我们更加安全地修饰和编辑写在基因组上的指令。”

切割和连接基因组序列的CRISPR-Cas9系统已正在被用来修饰动物和植物基因组。它也被用来治疗人体中的癌症和视网膜疾病等疾病,而且它的应用在不断增加。

X射线衍射晶体分析技术

全世界的科学家们正在努力优化这种基因组编辑技术以便让它变得更加精准和更加高效。为了实现这一点,科学家们也关注特异性地切割DNA的其他蛋白,如Cpf1,对这些蛋白进行操纵能够将它们引导到基因组中的特定位点上。Montoya团队利用X射线衍射晶体分析技术成功地解析出控制这种过程的分子机制。

Montoya说,“我们利用X射线照射Cpf1蛋白晶体,能够在原子分辨率上观察到它的结构,从而能够让我们观察它的所有组分。X射线衍射是被用来解析生物分子结构的主要生物物理学技术之一。”

“Cpf1的主要优势在于它的高度特异性和DNA切割方式,这是因为利用这种新的分子剪刀能够产生交错末端,而不是Cas9产生的平端断裂。这些交错末端有利于DNA序列插入。”

Montoya补充道,“Cpf1系统识别DNA序列的高精准度指导这种蛋白鉴定出它在基因组中的靶位点。与用于这种目的的其他蛋白相比,它也是多功能的,很容易重新编程。”

遗传疾病和肿瘤

他说,这些性质使得这种系统“特别适合用于治疗遗传病和肿瘤。”

Montoya团队之前与法国生物技术公司Celletics合作利用归巢核酸内切酶(meganuclease)治疗某些白血病。归巢核酸内切酶能够经过重新设计,切割基因组中的特定位点。

Montoya补充道,这种新技术“也能够被用来修饰微生物,旨在合成产生药物和生物燃料所需的代谢物”。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Stefano Stella, Pablo Alcón & Guillermo Montoya. Structure of the Cpf1 endonuclease R-loop complex after target DNA cleavage. Nature, 22 June 2017, 546(7659):559–563, doi:10.1038/nature22398

版权声明:本文系生物谷原创编译整理,未经本网站授权不得转载和使用。如需获取授权,请点击
温馨提示:87%用户都在生物谷APP上阅读,扫描立刻下载! 天天精彩!



相关标签

最新会议 培训班 期刊库