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一种控制基因组编辑的新方法

2019-04-12 09:35:56 • 来源：

巴斯大学和卡迪夫大学的科学家发明了一种可以随意可靠地转换蛋白质表达的生物开关。该开关可以控制基因组编辑工具，这些工具可能有一天会通过整个群体调节所需遗传变化的级联。

一种控制基因组编辑的新方法

这种新的转换方法应适用于任何物种中的任何蛋白质，并使用廉价，无毒的氨基酸作为控制开关 - “开启”模式需要存在称为BOC的氨基酸。

与其他报道的开关相比，这种方法不使用抗生素，消除了选择细菌抗生素抗性的风险，也没有“渗漏” - 即使处于“关闭”模式也表达蛋白质的情况，这是一个问题。目前依赖温度或光照的方法。该开关是一种与赖氨酸相似的氨基酸，价格便宜，丰富，无毒，应该是环保的。

Bath和Cardiff的研究小组成功地证明了培养细胞和早期小鼠胚胎的转换，在没有BOC的情况下没有任何可检测的靶蛋白表达活性。

该方法扩展了称为遗传密码扩展的原理。为了证明该原理，研究小组使用携带基因的转基因小鼠，使其皮肤在紫外线下发出绿光。当适用于基因组编辑的遗传密码扩展工具包存在于来自小鼠的胚胎中时，它们的基因组DNA被有效地编辑以去除荧光基因，但仅在存在BOC时。在没有BOC的情况下，没有进行编辑。以这种方式编辑的胚胎可以发育成没有发荧光的小鼠，但是没有BOC没有发生编辑，因此这些小鼠保持绿色。

该研究发表在“科学报告”杂志上。

该开关提供了通过添加BOC来控制大量生物过程的潜力。这些可能包括研究和实际应用，在实验室试管，整个动物或两者。例如，它可用于解决某些蛋白质如何影响培养物或动物细胞的老化。临床上，它可以提供一种开启蛋白质以增强再生过程的手段，并且可以在基因治疗中提供新的控制层。

一个令人兴奋的潜在应用是在基因驱动技术中使用开关。基因驱动器可以使用CRISPR-Cas9系统，确保有性繁殖物种中的所有后代遗传特定的遗传片段，克服有性遗传可能赋予其遗传的50%遗传机会。

基因驱动赋予的特征可以通过群体快速传播，无论它们是否有利 - 例如使用基因驱动进行试验以在蚊子中传播使雌性不育的基因，意图使疟疾传播的群体崩溃昆虫。

但是，在可能授权基因驱动器使用之前，必须满足多个挑战。一旦启动，它们很难或无法控制，并且可能在比预期更广泛的区域内工作，例如跨越国际边界。它们可能会产生意想不到的环境后果或产生阻力。通过使Cas9 BOC-switchable承诺改善这些问题来调节基因驱动。

负责生物与生物化学系巴斯团队的Tony Perry教授说：“我们的转换是通过遗传密码扩展来控制任何蛋白质表达的一种方式。

“我们的工作与众不同之处在于它有可能成为远距离环境友好型交换机，这是以前的方法无法实现的。例如，您可以根据需要通过在饲料中添加或去除BOC来控制牲畜群中的基因驱动活动。

“基因编辑在生物科学领域具有巨大潜力，从生物医学到粮食安全，昆虫，植物和动物。”

共同作者，来自卡迪夫的Yuhsuan Tsai博士说：“虽然中行提供了一种有吸引力且有前景的控制编辑手段，但我们现在正在努力解决剩余的挑战并消除系统中的皱纹。”

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