27 января 2021 г.
Исследователи использовали визуализацию одиночных молекул для сравнения инструментов редактирования генома CRISPR-Cas9 и TALEN. Их эксперименты показали, что TALEN в пять раз более эффективен, чем CRISPR-Cas9, в плотно упакованных частях генома, называемых гетерохроматином. Синдром ломкой Х-хромосомы, серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия и другие заболевания являются результатом генетических дефектов гетерохроматина.
Исследователи сообщают о своих выводах в журнале Nature Communications .
По словам Хуйминь Чжао, профессора химической и биомолекулярной инженерии из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, который руководил новым исследованием, исследование добавляет доказательства того, что необходим более широкий выбор инструментов для редактирования генома для нацеливания на все части генома.
Связанные истории
- Исследователи находят простой способ устранить ошибки секвенирования, вызванные портативным секвенатором ДНК.
- NIST составляет первое подробное руководство по ДНК-оригами
- Крупномасштабное секвенирование генома показывает, как мутировал SARS-CoV-2
«CRISPR — очень мощный инструмент, который произвел революцию в генной инженерии», — сказал Чжао. «Но у него все еще есть некоторые ограничения».
CRISPR — это бактериальная молекула, которая обнаруживает вторгшиеся вирусы. Он может нести один из нескольких ферментов, таких как Cas-9, которые позволяют ему разрезать вирусные геномы в определенных местах. TALEN также сканирует ДНК, чтобы найти и нацелить определенные гены. И CRISPR, и TALEN могут быть разработаны для нацеливания на определенные гены для борьбы с болезнями, улучшения характеристик сельскохозяйственных культур или для других приложений.
Чжао и его коллеги использовали флуоресцентную микроскопию одиночных молекул, чтобы непосредственно наблюдать, как два инструмента редактирования генома работают в живых клетках млекопитающих. Флуоресцентные метки позволили исследователям измерить, сколько времени потребовалось CRISPR и TALEN, чтобы двигаться по ДНК, а также обнаруживать и вырезать целевые участки.
Мы обнаружили, что CRISPR лучше работает в менее плотно поврежденных областях генома, но TALEN может получить доступ к этим генам в области гетерохроматина лучше, чем CRISPR. Мы также увидели, что TALEN может иметь более высокую эффективность редактирования, чем CRISPR. Он может разрезать ДНК, а затем вносить изменения более эффективно, чем CRISPR ».
Хуйминь Чжао, руководитель исследования и профессор химической и биомолекулярной инженерии, Университет Иллинойса, Урбана-Шампейн
TALEN был в пять раз эффективнее CRISPR в нескольких экспериментах.
По словам Чжао, полученные данные позволят улучшить подходы к нацеливанию на различные части генома.
«Либо мы можем использовать TALEN для определенных приложений, либо мы можем попытаться улучшить работу CRISPR с гетерохроматином», — сказал он.
Источник:
Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн, Бюро новостей
Ссылка на журнал:
Jain, S., et al. (2021) TALEN превосходит Cas9 в редактировании сайтов-мишеней гетерохроматина. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-20672-5.
