xiaokeshengming的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/xiaokeshengming

博文

《自然—生物技术》:北京化工大学苏昕/刘惠玉团队开发基因靶向识别新工具

已有 1199 次阅读 2024-9-18 22:30 |系统分类:博客资讯

双链核酸的特异性识别是生命科学领域的核心技术,然而该方法的序列局限性以及脱靶效应长期困扰分子诊断、病理成像等关键生物医学技术。尽管美国科学家发现的CRISPR及其核酸系统目前被广泛使用,但其对特定基序的依赖性以及脱靶效应不仅限制了其应用范围,且影响了其生物安全性。目前,各国学者在改进CRISPR及其核酸酶方面展开激烈竞赛,但尚未有新技术能完全解决这一问题。


北京时间2024年9月18日17时,北京化工大学苏昕教授和刘惠玉教授团队在Nature Biotechnology发表了题为“Bacteriophage λ exonuclease and a 5′-phosphorylated DNA guide allow PAM-independent targeting of double-stranded nucleic acids”的研究论文以及“Targeting double-stranded nucleic acids using the λ Exo-pDNA system”的研究简报,报道了一种来自噬菌体λ外切酶(λ Exo)的新特性,它可以在引导DNA的帮助下特异性靶向双链核酸序列,解决了现有技术的序列限制性与脱靶效应。

图片

图:λ Exo靶向双链核酸并切割pDNA的原理图;λ Exo的新特性应用于分子诊断、DNA电路和原位基因成像。

本文通过单分子FRET (smFRET)技术证明了λ Exo在5'-磷酸化单链DNA(pDNA)的引导下能结合到含有pDNA互补区域的双链DNA(dsDNA)或DNA-RNA duplex的机制。这种结合作用可在室温或体温环境下实现,且不需要任何如PAM样的特定基序。在结合后,λ Exo在Mg2+的存在下将pDNA消化成核苷酸。

利用这一特性,λ Exo-pDNA系统能够在室温和体温环境中探测双链基因及单核苷酸突变,还可以进行逻辑运算与信号放大。λ Exo- pDNA还可以用于基因组位点的原位荧光成像。λ Exo-pDNA系统在靶标范围、常温操作和序列特异性等方面,相较于现有的工具如TALEN、PfAgo 和 CRISPR-Cas有了显著提升。λ Exo-pDNA系统或将成为分子诊断、DNA计算和原位成像等领域的下一代工具。

论文的第一作者为北京化工大学生命科学与技术学院博士生付胜男,通讯作者为生命科学与技术学院苏昕教授。北京化工大学为论文唯一单位。

相关论文信息:

https://www.nature.com/articles/s41587-024-02388-9

参考文献

1.Wright, D.A., Li, T., Yang, B. & Spalding, M.H. TALEN-mediated genome editing: prospects and perspectives. Biochem. J. 462, 15-24 (2014).

2.Swarts, D.C. et al. Argonaute of the archaeon Pyrococcus furiosus is a DNA-guided nuclease that targets cognate DNA. Nucleic. Acids. Res. 43, 5120-5129 (2015).

3.Sander, J.D. & Joung, J.K. CRISPR-Cas systems for editing, regulating and targeting genomes. Nat. Biotechnol. 32, 347-355 (2014).

4.Mitsis, P.G. & Kwagh, J.G. Characterization of the interaction of lambda exonuclease with the ends of DNA. Nucleic. Acids. Res. 27, 3057-3063 (1999).

编辑 |余 荷

排版| 王大雪

欲知更多内容,敬请围观小柯机器人频道:

http://paper.sciencenet.cn/AInews/
图片
“小柯生命”是“小柯”系列学术公众号之一,主要介绍生命科学领域顶级学术期刊最新论文信息。“小柯”是一个科学新闻写作机器人,由中国科学报社联合北大团队研发而成。新闻由“小柯”独立完成,经领域专家和科学编辑双重人工审校和信息补充。





https://blog.sciencenet.cn/blog-3423233-1451669.html

上一篇:《细胞》:刘光慧团队合作揭示二甲双胍延缓灵长类衰老的机制
下一篇:《自然—化学生物学》:姚远团队发现极小型Cas13j蛋白并进行高效的体内RNA编辑
收藏 IP: 61.135.229.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-10-13 15:12

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部