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基于CRISPR技术可以标记多物种的基因组

日期:2019-03-10 18:16:38 来源: 生物谷 点击:

自2012年提出其机制以来,CRISPR / Cas9系统一直在科学界引起涟漪。许多科学家已经发现了Cas9蛋白的剪刀样特性的不同应用。最近,来自莱布尼茨植物遗传和作物植物研究所(IPK Gatersleben)的研究人员现在已经找到了一种以稍微不同的方式利用RNA /蛋白质复合物的方法。除了传统的原位杂交外,新的RNA引导的核酸内切酶 - 原位标记工具(RGEN-ISL)不再需要DNA的变性。因此,新方法使染色质保持完整,从而可以研究样品的结构。此外,RGEN-ISL可与蛋白质检测方法结合使用,并可实现标记过程的实时可视化。虽然RGEN-ISL最初是为植物基因组开发的,但它可用于所有生物体,并且在染色体生物学领域显示出一种很有前途的新工具。

II型聚类定期间隔短回文重复序列(CRISPR)相关半胱天冬酶9(Cas9)系统的发现已经成为靶向基因组编辑领域的里程碑。 RNA /蛋白质复合物最初源自细菌Streptococcus pyogenes,现在是真核生物中靶向基因组编辑的成熟工具。

莱布尼兹植物遗传和作物植物研究所(IPK Gatersleben)的科学家现在使用CRISPR / Cas9技术在一种新的细胞遗传学方法中将光照射到真核生物基因组中,同时其类似剪刀的特性已经产生了广泛的应用 - RNA引导的核酸内切酶 - 原位标记(RGEN-ISL)。

在过去的30年中,荧光原位杂交(FISH)已成为用于在染色体水平上可视化原位DNA序列的已建立且常用的方法。然而,该方法需要使所研究的DNA变性,因此经常损害样品的结构。通过将RGEN-ISL方法基于CRISPR-Cas9,IPK研究人员设法绕过FISH的变性步骤,同时整合了常规FISH方法的所需荧光标记特性。由于新的细胞遗传学工具保留了样本的结构,它开辟了研究基因组时空结构的选择。

进一步的实验表明,RGEN-ISL优于传统方法组合,例如FISH和免疫组织化学,需要较少的制备并且相对更快和更便宜。此外,新方法可在4°C至37°C的宽温度范围内发挥作用,还可与其他蛋白质检测和成像方法结合使用。进一步的优点是RGEN-ISL允许实时可视化CRISPR / Cas9介导的DNA标记,因此揭示了反应的动力学。

到目前为止,研究人员已经在植物样本中测试了RGEN-ISL,但也测试了人类染色体中的RGEN-ISL,说明他们的新方法可能适用于所有生物体。目前,方法的使用仅限于重复的DNA序列,如植物基因组中常见的那样。然而,现在在日本鸟取大学工作的Takayoshi Ishii博士构思了RGEN-ISL背后的初步想法,他认为这种方法可以适应未来单拷贝序列的可视化。

鉴于其特性和广泛的适用性,RGEN-ISL是一种有前途的新细胞遗传学工具,用于进一步了解基因组的空间组织以及染色质结构和功能之间的联系,以及在染色体生物学的广泛领域中推进。

(责任编辑:zqg)

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