基因工程机制可视化
金泽大学和东京大学的研究人员在Nature Communications上报告了“分子剪刀”动力学的可视化 - 这是CRISPR-Cas9基因工程技术的主要机制。基因工程中使用的技术之一 - 人工修饰生物体基因组的过程 - 涉及所谓的CRISPR-Cas9核酸酶系统。使用该系统,可以在期望的位点切割细胞的DNA,其中可以删除或添加基因。通过与Cas9蛋白结合的'指导RNA'分子来选择待切割的位点。现在,由金泽大学的Mikihiro Shibata和东京大学的Osamu Nureki领导的研究小组已经可视化了CRISPR-Cas9复合物的动态,特别是它如何切割DNA,为CRISPR-Cas9介导的DNA提供了宝贵的见解。解理机制。
对于他们的可视化研究,科学家们使用高速原子力显微镜(HS-AFM),一种成像表面的方法。通过在其上移动微小的悬臂来探测表面; 探头经受的力可以转换为高度测量值。然后扫描整个表面,得到样品的高度图。Shibata及其同事的高速实验设置实现了极快的重复扫描 - 可转换成参与分子剪切作用的生物分子的电影。
首先,科学家们比较了没有和附着RNA的Cas9(Cas9-RNA)。他们发现前者能够灵活地采用各种构象,而后者具有固定的双叶结构,突出了指导RNA的构象稳定能力。然后,Shibata及其同事研究了稳定的Cas9-RNA复合物如何靶向DNA。他们证实它与DNA中预先选择的原始间隔区相邻基序(PAM)位点结合。PAM是位于DNA靶位点旁边的短核苷酸序列,其与指导RNA互补。
研究小组的高速电影进一步揭示了靶向('DNA询问')是通过Cas9-RNA复合物的三维扩散实现的。最后,研究人员设法可视化切割过程本身的动力学:他们观察了Cas9-RNA局部解开双链DNA后,“分子剪刀”区域如何经历构象波动(电影1 [URL])。Shibata的工作促进了我们对CRISPR-Cas9基因组编辑机制的理解。用研究人员的话说:“...这项研究提供了关于CRISPR-Cas9功能动力学的前所未有的细节,并强调了HS-AFM可能阐明来自不同CRISPR-Cas系统的RNA引导效应核酸酶的作用机制。”
CRISPR-Cas9
CRISPR是“聚集的规则间隔的短回文重复序列”的缩写,是指一组细菌DNA序列,其含有早先攻击细菌的病毒DNA片段。细菌使用这些片段来防止相同病毒的进一步攻击。“Cas”指CRISPR相关基因; “Cas9”是具有两个核酸酶结构域的CRISPR相关蛋白(核酸酶是能够切割核酸,DNA和RNA中存在的有机分子的酶)。
近年来,开发了一种基因工程技术,其中CRISPR-Cas9复合物充当“分子剪刀”; Cas9核酸酶与指导RNA分子结合,该分子包含有关靶位点DNA的信息。使用高速原子力显微镜,来自金泽大学的Mikihiro Shibata及其同事现在已经非常详细地研究了CRISPR-Cas9复合物的动力学。
原子力显微镜
原子力显微镜(AFM)是一种成像技术,其中通过用非常小的尖端扫描表面来形成图像。尖端的水平扫描运动通过压电元件控制,而垂直运动转换为高度轮廓,从而产生样品表面的高度分布。由于该技术不涉及透镜,因此其分辨率不受所谓的衍射极限的限制。在高速设置中,AFM可用于实时生成样本演变的电影。高速AFM已成功用于研究蛋白质动力学,例如肌动蛋白V在肌动蛋白丝上行走,光诱导的细菌视紫红质构象变化和纤维素降解。
推荐内容
-
泡面、牛奶、人参、樱桃的四大谣言?一起来看 你中招了吗?
相信很多人都被“误导”过。因为现在的网络信息非常丰富和更新迅速,还没等我们了解事情的详情,下一秒就又反转了。所以大家在获取信息...
-
反转!女子捡柴带走松鼠囤的数十斤过冬板栗 几天后结局反转
反转!女子捡柴带走松鼠囤的数十斤过冬板栗 几天后结局反转。近日,湖南一女子上山捡柴,带走松鼠囤的数十斤过冬板栗,几天后结局反转。那
-
儿童青少年近视能治愈吗?你知道哪些
面对流言,希望我们第一时间想到的是寻找官方回应。而不是着急着把流言传播出去,毕竟现在网络相关的法律法规都出台了,网络上传播谣言...
-
诺华曲美替尼等5种药被列入拟优先审评名单
GBI从国家药监局药品审评中心(CDE)获悉,本周内,有5个药品的上市申请被列入拟优先审评名单:诺华的达拉非尼胶囊和曲美替尼片、信达生物的
-
汽车只加半箱油会更省油?小心损害车辆? 请檫亮眼睛
汽车只加半箱油会更省油?小心损害车辆? 请檫亮眼睛流量为王的时代,信息传播速度越来越快,但也出现了很多不实消息被误传的情况。所以在
-
公主病是什么心理问题
今天也是照常给大家说说心理方面的常识。很多人提到心理这两个字是没有概念的,以为这个东西是不需要去在意的。其实不然,随着科学知识...