Nature：重组酶的突变体(Cre)对基因治疗有利

2013-10-22 21:40 阅读：2214 来源：生物通作者：网* 责任编辑：网络

[导读] 锌指核酸酶、TALEN和CRISPR/Cas系统是当今十分流行的基因组编辑工具,但它们并不是唯一的选择.位点特异的重组酶也很有用.如今,哈佛大学的研究人员报告了一个重组酶的突变体(Cre),其特异性比野生型的酶要高得多,这一特点对基因治疗应用来说极具吸引力.

锌指核酸酶、TALEN和CRISPR/Cas系统是当今十分流行的基因组编辑工具,但它们并不是唯一的选择.位点特异的重组酶也很有用.如今,哈佛大学的研究人员报告了一个重组酶的突变体(Cre),其特异性比野生型的酶要高得多,这一特点对基因治疗应用来说极具吸引力.

Nikolai Eroshenko是哈佛大学工程和应用科学院的研究生.他和他的导师-著名的遗传学家George Church-在《Nature Communications》上发表了他们的研究成果.

Eroshenko的研究方向是人类基因治疗,也就是用野生型或"正确"的副本来替换突变基因.但是,将这一副本插入基因组却并不容易.研究人员可以使用病毒,但无法控制整合位点.引入双链DNA断裂的核酸酶是另一种选择,但它们需要同源重组的修复,这在人类细胞中相当罕见.

Cre等重组酶在人类细胞中非常高效,也不需要内源的DNA修复.为了使用它们,研究人员必须改造重组酶结合位点(loxP)和待插入的DNA,剩下的就由酶来完成.一般来说,重组酶过程被认为相当特异.然而,一些证据也表明脱靶效应的可能性.

为了提高Cre的特异性,Eroshenko利用数学建模来确定改善蛋白准确性而又不牺牲效率的策略.他发现,针对Cre形成二聚体能力(而不是与DNA结合)的突变有可能会成功.

随后Eroshenko利用PCR突变法来改造蛋白N端附近的α螺旋,它参与了二聚化,而未参与DNA结合.利用双选择策略,他确定了三个突变体,它们全都保留了正确靶定loxP位点的能力,但又避开与loxP相似的假序列.他在体外以及细菌和哺乳动物细胞内将这些突变体与野生型的Cre重组酶进行比较,发现酶的效率稍低,但更加特异.

在大肠杆菌中,Eroshenko观察到野生酶的错误率约为1/10,000个细胞."我们有些突变体要高三个数量级或以上."

Eroshenko表示他的长期目标是重新改造重组酶,让它靶定loxP之外的位点,如人类基因组中已经存在的内源pseudo-loxP位点,这样重组酶就可以用于未经修饰的基因组.

不过,梅约诊所的助理教授Karl Clark对此结果表示很惊讶.他本人也在研究基因组编辑工具,包括重组酶Cre."我没有听到很多人抱怨Cre/loxP是非选择性的,"他说.

Clark表示,他计划在其实验室中尝试这些新的突变体,看看它们是否在斑马鱼中起作用.他指出,对于许多应用,如转基因应用,利用Cre来短暂激活沉默的基因,野生酶的准确性已足够.

分享到:

  版权声明：

  本站所注明来源为"爱爱医"的文章，版权归作者与本站共同所有，非经授权不得转载。

  本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们

  联系zlzs@120.net，我们将立即进行删除处理

相关阅读: ·多参数MRI在前列腺癌精准诊断应用思考; ·带状疱疹神经疼痛的临床诊疗; ·流行性感冒的治疗研究; ·双侧双原发肺癌患者综合治疗; ·脑部寡转移肺癌患者的外科治疗

资讯排行榜

热点图文

Diabetes Care：急性肾损伤可预测糖尿病患者严重不良预后

糖尿病患者易形成心血管疾病及非心血管疾病并发症。在不同的研究中，急性肾损伤...[详细]
NEJM：Eculizumab治疗孕妇PNH

Eculizumab可用于治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿症（PNH），通用名为...[详细]