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Cell:新技术允许更加精确地开展多重基因组编辑

来源:本站原创 2017-11-18 20:27


图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.10.034。

2017年11月18日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国耶鲁大学的研究人员构建出一种更加精确的和高效的技术来对活的有机体的基因组进行编辑。这种新的方法会消除基因组编辑技术的一些缺点,这能够让科学家们插入或清除DNA中的基因。这一成果正在引发医学和生物技术变革。相关研究结果于2017年11月16日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Precise Editing at DNA Replication Forks Enables Multiplex Genome Engineering in Eukaryotes”。

论文通信作者、耶鲁大学西校区系统生物学研究所分子、细胞与发育生物学副教授Farren Isaacs说,“你能够将现有的技术看作是一把锯子,将这种方法看作一把手术刀。这种方法能够让我们高效地在真核生物基因组的多个位点上进行精确的基因修饰。”

当进行基因修饰时,现有的基因编辑技术,比如CRISPR/cas9,通常会让两条DNA链发生断裂。有机体动员起来以便修复DNA中的这些对细胞是致命性的断裂。然而,有时这些断裂不会被修复,或者这种修复产生微小的DNA序列错误,从而改变细胞的功能。

论文第一作者、耶鲁大学博士研究生Edward Barbieri说,“让基因发生断裂和产生错误并不是真正的编辑。”

这些研究人员对酵母的DNA复制和修复功能进行改造,这样就能够在不发生双链断裂的情形下将新的遗传信息插入到它的基因组的多个不同区域中。

Isaacs说,这种新的改进的基因编辑技术---真核生物多重基因组工程(eukaryotic multiplex genome engineering, eMAGE)---能够加快替换致命性基因、鉴定和产生天然抗生素或抗癌试剂和促进开发新的工业生物技术产品的工作。他们的方法被用来产生将近一百万个组合遗传变异体,从而在基因组的多个位点上精确地引入遗传变化,并导致经过重新调整的基因表达和代谢上的变化。

Isaacs说,“我们能够构建大量的突变组合,这就给我们提供一种前所未有的工具来鉴定出疾病的驱动突变,并从根本上重编程细胞行为。我们的目标是进一步开发这种技术,并将它扩展到多细胞生物。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Edward M. Barbieri, Paul Muir, Benjamin O. Akhuetie-Oni et al. Precise Editing at DNA Replication Forks Enables Multiplex Genome Engineering in Eukaryotes. Cell, Published online:16 November 2017, doi:10.1016/j.cell.2017.10.034

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