睡美人因基因工程而苏醒

通过艾玛·马卡姆

转座子是可以在基因组中移动的DNA序列。在实验室环境中,转座子既可用于将基因导入生物体的基因组(见图),也可在插入位点扰乱内源性基因。在这两种情况下,转座子结合了病毒和裸DNA的优点,同时消除了一些缺点。具体来说,病毒能够感染宿主细胞并在宿主细胞中复制,但它们易受细胞防御机制的影响。使用非病毒载体,如转座子,可以188完整比分直播避免许多(尽管不是全部)这些防御。对于基因组工程的某些应用——例如某些形式的基因治疗——避免使用病毒出于社会和监管方面的原因也很重要。

睡美人转座子系统概述。转座子由一套镜像的倒置重复序列组成,这些重复序列位于质粒主链中感兴趣基因的侧翼。一个单独的质粒含有表达转座酶的转座酶基因。转座酶被表达并与反向重复序列结合;内切酶反应会切断DNA。释放的转座子现在可以与TA二核苷酸结合DNA链(在人类基因组中有许多这样的位点)。移去转座子后原质粒为空;然后质粒被细胞降解。转座子酶在DNA中产生双链断裂,并允许转座子整合。此外,TA序列在感兴趣的基因插入位点附近复制。

1.)转座子由一套镜像的倒置重复序列(绿色)组成,该重复序列位于质粒主链中感兴趣基因的侧翼(蓝色)。一个单独的质粒含有转座酶基因(红色),用于表达转座酶。
2.)转座酶被表达(红色星形)并与反向重复序列结合(绿色);内切酶反应会切断DNA。
3.)释放的转座子现在可以与TA二核苷酸结合DNA链(在人类基因组中有许多这样的位点)。移去转座子后原质粒为空;然后质粒被细胞降解。
4)。转座子酶在DNA中产生双链断裂,并允许转座子整合。此外,TA序列在感兴趣的基因插入位点附近复制。

睡美人转座子系统

睡美人(SB)转座子系统就是这样一个系统,它被设计用于在脊椎动物中进行基因转移。该系统由两部分组成:1)SB转座酶,即转座催化所需的酶;2)含有基因表达盒的转座子,可以在基因组内进行转运。睡美人转座酶得名于它是在鱼体内发现的一种有缺陷的转座酶中重新生成的。这种转座酶已经在许多不同鱼类的基因组中以各种非功能形式被发现,据信已经有数百万年的历史。通过融合和修饰各种已灭绝的转座酶,合成了第一个具有功能的SB体系。从那时起,通过增加更多已灭绝的转座子序列之间的一致性,然后测试各种变化组合,已经做出了改进。

睡美人转座子(睡美人转座子SB10)的基本功能版本,开发于1997年,继续改变,以提高其基因插入原代细胞的效率。在2009年,Zsuzsanna Izsvak的实验室在哺乳动物细胞中筛选了许多SB转座酶变体。他们的努力产生了一种新的改良的SB转座酶,SB100X这比第一代转座酶(由在HeLa细胞中进行的耐抗生素基因转座试验确定)的效率大约高100倍。在他们的自然遗传学论文中,实验室表明使用SB100x进行稳定基因转移的效率与整合病毒载体的稳定转导效率相当。188完整比分直播

新的睡美人转座酶载体

睡美人转座酶系统的两种新型载体。一种载体用于感兴趣基因的健壮性组成表达。另一种是对四环素诱导表达的基因感兴趣。

更最近,Eric Kowarz的实验室开发了SB转座酶系统的两种新型载体——一组健壮性构成表达载体(pSBbi衍生物)和一组诱导表达载体(pSBtet衍生物)。构建和诱导表达载体构建成16个不同选择标记(blastticidin,新霉素,嘌呤霉素,潮霉素)和荧光蛋白报告(GFP, BFP, RFP, no FP)的变体。每个向量包含两个SfiI取决于是否在基因的3 '或5 '端,限制位点具有不同的悬垂,允许在正确的方向插入。这些质粒使用一个新的合成RPBSA启动子,该启动子由RPL13a启动子的一个片段融合到RPL41基因的一个区域,以驱动每个构建物的选择/报告部分。这新工具允许快速生成稳定的转基因细胞系,可以有力地表达你感兴趣的基因,无论是组成或由强力霉素调节。

睡美人转座酶被证明是一种令人兴奋的工具,可以在不使用病毒载体的情况下产生特定的基因突变和基因破坏。188完整比分直播2009年,它被评为年度分子。此外,2014年MD Anderson癌症中心的研究人员公布了一项临床试验的结果,该试验使用睡美人转座酶作为cd19靶向嵌合抗原受体(CAR)治疗的非病毒载体。合成生物学是一种有价值的工具,也是基因工程中CRISPRs的一种替代方法,而基因工程在未来几十年的应用只会越来越多。

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参考文献

1.王志伟,等。优化的睡美人转座子能快速产生稳定的转基因细胞系。Biotechnol J.2015年2月4。doi: 10.1002 / biot.201400821。PubMed

2.Mates L,等。一种新的过度活跃的睡美人转座酶的分子进化使脊椎动物的稳定基因转移成为可能。Nat麝猫.2009年6月,41(6):753 - 61。2009年5月3日。PubMed

3.等。一种新的基因治疗方法,利用睡美人基因修饰临床级T细胞以靶向CD19。Immunol牧师.2014年1月,257(1):181 - 90。doi: 10.1111 / imr.12137。PubMed

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