由核酸结构介导的基因编辑工具酶SGN的研究文献综述

 2022-12-30 15:08:54

课题来源:自拟课题课题依据:基因编辑是一种修饰特定基因的新技术,主要依赖于细胞体内的同源重组反应,但自发状态下的同源重组反应发生的概率很低,这会严重影响基因编辑的效率,而如果在靶标DNA上引入双链切口(DSB)则可以显著提高同源重组反应发生的概率。

到目前为止,DSB的引入都依赖于基因编辑工具酶对靶标DNA的切割,所用的工具酶主要包括归巢核酸内切酶(Meganucleases)[1]、锌指核酸酶(ZFN)[2]、转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)[3]和成簇规律间隔短回文重复(CRISPR/Cas9)[4]等,但这四种酶都有自己的不足。

针对四种工具酶的不足之处,前期研究结果设计出一种不受靶标DNA序列限制的工具酶,这种酶不通过核酸序列识别靶标,而是通过核酸结构识别靶标,即核酸结构介导识别切割酶(SGN)。

研究结果显示这第一代SGN已经被证明可以对不同序列靶标DNA进行切割,但其与CRISPR/Cas9 的切割效率还存在较大的差距。

因此,有必要对影响SGN切割效率的原因进行分析,以期进行进一步的改造和优化。

根据SGN的切割原理,导致SGN切割效率较低的可能原因是,探针侵入双链DNA与靶标序列结合的效率较低以及SGN需要形成二聚体才能进行切割。

因此,针对现有基因编辑工具酶设计复杂、成本较高、不能对任意靶标DNA进行切割等缺点,本研究在已自主构建的第一代核酸结构介导识别内切酶 SGN 的基础上,拟通过使 SGN 由单体变为二聚体形式的方式,对SGN进行改造,提高SGN的切割效率,构建出第二代核酸结构介导识别内切酶SGN,争取实现对任意靶标 DNA 的识别切割,促进基因编辑技术的发展。

主要解决的问题:1、重组表达质粒的构建在表达质粒pET28a( )中插入表达重组酶的编码序列,构建表达质粒。

加入大肠杆菌ArcticExpress感受态细胞,利用热激法将质粒转化入ArcticExpress,向转化产物加入800mu;L LB培养基(1% NaCl,1%蛋白胨,0.5%酵母粉),37℃ 100 r/min培养1h。

提取质粒,用限制性内切酶处理提取的质粒,琼脂糖凝胶电泳验证质粒的正确性,以挑选阳性克隆菌。

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