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科研进展
该研究发表在 Nature 杂志上,同期发表的另外一篇论文则通过冷冻电镜技术详解了桥接 RNA 工作过程中的结构变化。
🇺🇸 加州大学伯克利分校遗传学家 Patrick Hsu 是这两篇 Nature 论文的共同通讯作者。他曾师从基因编辑技术先驱之一的张锋,参与了 CRISPR-Cas9 相关的工作。他在新闻发布会上表示“ Crispr 和 RNAi 是直接切割 DNA 与 RNA,而这一成果实现了对上述两种技术的超越,拓展了我们的基因组设计工具箱”。
Source: © Ray Rudolph 完成该工作的 Arc 研究所的科学家 Patrick Hsu、Nick Perry 和 Matt Durrant。Arc 研究所 (Arc Institute) 总部位于美国加利福尼亚州帕洛阿尔托,是一家独立机构,由斯坦福大学、加州大学伯克利分校和加州大学旧金山分校合办。
他的团队发现的一种酶能利用到桥接 RNA;桥接 RNA 包括两部分:一部分与供体 DNA 序列结合 (donor binding loop),另一部分与目标 DNA 结合 (target binding loop) 以插入供体序列。这一发现源于对一种可剪切和粘贴到微生物基因组中的转座因子的研究。序列两侧的非编码 RNA 控制的是一种被称为“DNA 重组酶”的酶。
Source: © Visual Science 这一基因编辑新系统使用“可编程”的桥接 RNA (bridge RNA) 实现对基因组的修改。
Source: © Visual Science 重组酶在细菌中广泛存在,这项研究聚焦于在某些大肠杆菌菌株中发现的一种重组酶。通过改造目标 RNA 和供体 RNA,研究人员成功地利用这种重组酶实现了对细菌 DNA 序列的插入、切除和倒置。
这种可编程机制使我们能够指定想要组合的任意两个 DNA 序列,从而为基因组操控带来了前所未有的可控性。
–– Patrick Hsu
加州大学伯克利分校
Source: © Visual Science 该重组酶(浅蓝色)可以将 DNA 直接缝合到目标基因组中,从而解决了 Crispr 基因编辑技术将 DNA 修复留给宿主细胞的问题。
References
MG Durrant et al, Nature, 2024, 630, 984, (DOI: 10.1038/s41586-024-07552-4)
M Hiraizumi et al, Nature, 2024, 630, (DOI: 10.1038/s41586-024-07570-2)
R Siddiquee et al, Nat. Commun., 2024, 15, 5235, (DOI: 10.10 38/s41467-024-49474-9)
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