使用“搭车”CRISPR直接遗传

北卡罗莱纳州立大学的研究人员在一项新的研究中,描述一系列的分子工具改写——不仅仅是编辑大量生物体的DNA,基于CRISPR-Cas系统与自私的基因“搭车”叫转座子。

研究人员调查不同类型如果CRISPR-Cas系统和工程师他们添加遗传物质——10000额外的基因代码字母——转座子的货物进行所需的更改一种细菌——在这种情况下,大肠杆菌。

结果扩大CRISPR工具箱,可能产生重大影响的操纵细菌和其他生物的需要灵活的基因组编辑疗法,生物技术和更可持续、高效农业。

细菌用CRISPR-Cas等适应性免疫系统来抵御敌人的攻击病毒。这些系统已经被科学家移除或减少改编和替换特定基因编码序列在不同的生物体。新发现表明指数更多的遗传密码可以移动或增加,潜在的增加CRISPR的功能。

“在自然界中,转座子CRISPR系统,自私,移动自己一个有机体的基因组来帮助自己生存。我们反过来拉拢发生在自然与转座子可编程集成CRISPR-Cas系统移动遗传物质,我们设计执行一些功能,”托德·r·Rodolphe Barrangou说Klaenhammer特聘教授的食物,生物工艺和营养科学数控状态和相应的作者论文描述了研究。

“使用这种方法,我们表明,我们可以通过移动块工程师基因组DNA的10000封信,”Barrangou说。“自然已经这样做了——100000基因的生物信息学数据显示例子字母移动通过transposon-based CRISPR系统——但是现在我们可以通过使用这个系统控制和工程师。

“完成搭便车的类比,我们工程的《银河系漫游指南》某些行李或货物进汽车提供某种类型的负载,当车到达目的地。”

研究显示研究人员证明方法的有效性在实验室和体内体外大肠杆菌。研究人员选择10个不同CRISPR-associated转座子测试方法的有效性。与所有10个转座子的方法,尽管他们在有效性基于温度等因素变化,转座子的货物载荷的大小。

“这是令人兴奋的发现,所有的系统我们测试后功能改造成基因组编辑工具从原生生物形式,”艾弗里·罗伯茨说,北卡罗莱纳州的研究生和研究的第一作者。“我们发现了这些系统的新功能,但很可能有更多的相关研究和应用领域快速移动。”

研究还表明,该方法可以用于不同的转座子在同一时间。

”而不是一个基因,与其他CRISPR系统一样像越熟悉II型Cas-9系统——我们可以把整个代谢途径将一套全新的功能的有机体,“Barrangou说。“未来,这可能意味着提供更多灵活的抗病和抗旱植物,例如。”

“我们对这些结果感到兴奋,看到这些新发现系统潜在的应用在农作物更具弹性,加快发展高收益品种,“Gusui Wu说,先正达种子种子研究全球主管。

Barrangou和吴邦国添加,工作在这个研究提供了一个很好的例子的公私伙伴关系,推动科学发现和培养员工的明天。

参考:罗伯茨,Nethery MA Barrangou r函数表征不同类型如果CRISPR-associated转座子。核酸Res。2022:gkac985。doi:10.1093 / nar / gkac985

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