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GUIDE Seq技术可以检测植物中的双链DNA断裂

2019-01-14 10:51:39 • 来源：

可以用几种技术检测DNA中的双链断裂。在植物中这样做非常困难，但GUIDE-Seq在新研究中显示出前景。GUIDE-Seq涉及DNA双链断裂(DSB)，代表通过测序评估的DSB的全基因组无偏鉴定。基本上，该技术寻找损伤热点，其中胶带状DNA片段可以密封受损的DNA并在那里留下可识别的标记。通常情况下，这些维修就像在家中使用胶带固定一样 - 它们并不总是完美的。GUIDE-Seq可以有效地追踪录音位置，这有助于追踪DNA损伤和修复过程。

GUIDE Seq技术可以检测植物中的双链DNA断裂

管道胶带在动物细胞中有效。但植物细胞 - 具有坚韧的细胞壁 - 难以将胶带带入细胞以标记DNA断裂。在植物科学趋势中发表的一篇聚光灯文章中，密歇根理工大学的生物学家详细阐述了GUIDE-Seq如何成为观察植物DNA损伤，修复和进化的解决方案。

基因编辑工具

损坏的DNA有时会在修复时产生不匹配的序列，就像将衬衫纽扣推入错误的孔一样。如此小的错误造成了一个不均匀的序列，这使得遗传蓝图产生了很大的不同。

“没有DNA修复，我们就无法生存，”密歇根理工大学生物科学教授和论文的通讯作者姜桂良说。他解释说，细胞自然地修复DNA，现在，使用新技术CRISPR-Cas9，基因可以被人修饰，这也需要DNA修复。

“自然引入随机DNA损伤，可以在基因组中的任何地方，”唐解释说。“虽然CRISPR可以通过修复引入非常具体的DNA损伤修复。”

GUIDE-Seq检测到的最大问题是使用CRISPR进行脱靶，这是一种剪切和粘贴基因编辑工具。然而，切割和粘贴并不总是足够精确，导致双链断裂之间的错误修复。

幸运的是，管道胶带可以检测到正确和不正确的DNA修复的精确位置。在基因编辑工具包中，GUIDE-Seq就像吸管工具一样，可以突出显示图像中相同颜色的所有部分; 由导管胶带标记的DNA修复可以通过GUIDE-Seq沿损坏的DNA螺旋精确定位。

“这种胶带由非常短的DNA序列组成 - 大约33个核苷酸长 - 发现双链断裂，”唐说。“短序列带来了效率。”

短序列的结构和组成也很重要，这可以使管道带丰富多彩并且可用于不同目的。例如，绿色胶带更容易检测到对有益基因的DNA损伤，红色胶带检测到对不利基因的损害，等等。Tang的实验室目前正在测试不同颜色的胶带。

植物遗传学

DNA损伤和修复是植物进化，规范和驯化的驱动力; 他们也有自己独特的DNA修复因子，动物细胞缺乏。但由于它们的细胞壁较厚，植物细胞很难用于DNA损伤鉴定。

“到目前为止，GUIDE-Seq仅使用培养的动物细胞进行开发，”Tang说。“在植物中，我们可以通过去除它们的细胞壁来模仿动物细胞，但我们必须迅速将细胞壁愈合之前将导管带引入细胞。”

GUIDE-seq可能仅限于植物的单个细胞。尽管如此，使用该技术可以帮助评估DNA修复中的突变体，检查植物DNA修复过程，最重要的是，与其他技术相吻合，以确保基因编辑的功效和准确性。特别是随着CRISPR技术的进步，GUIDE-Seq工具肯定会在植物遗传学研究中扎根。

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